Генерация СВЧ-импульсов монолитными трехпереходными AlGaAs/GaAs $p$–$i$–$n$ фотопреобразователями и модулями без обратного смещения

В. С. Калиновский, Е. В. Контрош, И. А. Толкачев, К. К. Прудченко, В. С. Юферев, С. В. Иванов

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, Санкт-Петербург, Россия

Аннотация: Продемонстрирована возможность генерации СВЧ-импульсов в фотовольтаическом режиме монолитными трехпереходными $p$–$i$–$n$ AlGaAs/GaAs фотопреобразователями (ФП) лазерного излучения, выращенными методом молекулярно-пучковой эпитаксии. В монолитных трехпереходных $p$–$i$–$n$ AlGaAs/GaAs ФП достигнуто существенное увеличение выходной пиковой импульсной мощности и быстродействия в субнаносекундном диапазоне по сравнению с однопереходным $p$–$i$–$n$ ФП. При вводе из оптоволокна импульсного лазерного излучения на длине волны 850 nm с пиковой мощностью $<$ 5 W и длительностью на полувысоте амплитуды $\tau_{0.5}$ = 140 ps получены импульсы фотоответа с амплитудой $U_{\mathrm{max}}$ = 2.7 V, пиковой мощностью $P_{peak}$ = 21.6 dBm и длительностью $\tau_{0.5}\le$ 750 рs. Модуль из двух ФП, включенных последовательно, обеспечил на выходе импульсы с амплитудой $U_{\mathrm{max}}$ = 3.4 V, мощностью $P_{peak}$ = 23.7 dBm и длительностью $\tau_{0.5}\le$ 420 рs. Показано, что модуль из четырех монолитных трехпереходных ФП способен формировать биполярный СВЧ-импульс с параметрами $U_{\mathrm{max}}$ = 6.4 V, $P_{peak}$ = 29.1 dBm, $\tau_{0.5}\le$ 1 ns c полосой пропускания до 1.4 GHz и основной несущей частотой $\sim$ 0.8 GHz. Проведенное численное моделирование показало достаточно хорошее соответствие между измеренными и расчетными формами импульсов фотоответа данных ФП.

Ключевые слова: монолитный трехпереходный фотопреобразователь, $p$–$i$–$n$ AlGaAs/GaAs фотопреобразователь, генерация СВЧ-импульсов, молекулярно-пучковая эпитаксия, импульсное лазерное излучение, длительность на полувысоте амплитуды, оптоволокно, пиковая мощность.

Поступила в редакцию: 25.10.2024
Исправленный вариант: 13.01.2025
Принята в печать: 13.01.2025

DOI: 10.61011/PJTF.2025.09.60228.20169

Реферативные базы данных:

•