Анализатор линейно-поляризованного излучения

Анализатор линейно-поляризованного излучения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

„„SU„„812112

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (и5о H 01 L 31/04 4й Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I 1

I (( (Ч,.(1 (>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2847157/18-25 (22) 03. 12. 79 (46) 15.08.83. Бюл. N 30 (72) IO.Â.Ðóäü, 0.К.Ундалов и Г.A.Ìåäeåäêèí (71)а Ордена Ленина физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе (53) 621.382(088.8) (56) 1. Шарма Б.Л. и Пурохит P.Ê.

Полупроводниковые гетеропереходы.

И., "Сов. радио", 1979, с. 123.

2. Авторское свидетельство СССР

NÃ 516321, кл. H 01 L 31/08, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 4" 2674918/25,кл.Н 01 L 31/04, 1978 (прототип). (54){57) АНАЛИЗАТОР ЛИНЕЙНО-ПОЛЯРИЗОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий гетеропереход между подложкой и сгоем из анизотропных полупроводников, оптические оси которых лежат в плоскости гетерограницы, о .т л и ч 3 IQшийся тем, что, с целью расширения спектрального диапазона .поляризационной фоточувствительности, оптические оси прдложки и слоя параллельны между собой, причем коэффициент несоответствия параметра их кристаллических решеток в направлении оси не более 14.

812112

Изобретение относится к полупро.водниковым приборам, чувствительным н электромагнитному излучению, и может быть применено в поляриметрии и оптоэлектронике. 5

Известны полупроводниковые приборы на основе гете1 оперехода, чувствительные к электромагнитному излучению t.l).. Гетеропереход может быть выполнен в виде слоя изотропного по- 1О лупроводника ZnTe, нанесенного на подложку из анизотропного полупроводника CdSe с гексагональной кристаллической решеткой, оптическая ось

I которой перпендикулярна плоскости гетероперехода. Такой прибор чувствитепен к естественному свету в спектральном диапазоне 1,1-2,8 эВ, однако он нечувствителен к линейной по1 ляриэации излучения. 20

Известен анализатор линейно-поляризованного излучения на основе фоточувствительного аниэотропного монокристалла типа Д В С, ориентиро2 4 5

2 ванного в направлении оптическои 2S оси (2 ).

Недостатком этого анализатора является ограниченный спектральныи диапазон поляриэационной чувствительности, который находится вблизи края собственного поглощения полупровод- ника и составляет Д Е=0,2-0,3 эВ.

Известен также анализатор линейно-поляризованного излучения, содержащий гетеропереход между подложкой и слоем из аниэотропных полупроводников, оптические оси которых лежат в плоскости гетероперехода 1 3 ).

Однако такой прибор имеет очень уз- 4 кий диапазон фоточувствительности (" 30 мзВ). к естественному излучению..

C тому же круг полупроводников, обладающих несколькими модификациями, крайне ограничен и процесс o6p83QB8 45 ния резкого гетероперехода между двумя модификациями является практически неконтролируемым, а гетерограница при взаимно перпендикулярной ориентации осей подложки и слоя оказыва"

50 ется несовершенной, поскольку пара- . метры решетки вдоль и перпендикулярно оси в анизотропной решетке различны.

Цель изобретения - расширение спек55 трального диапазона поляризационной чувствительности к световому излучению.

Поставленная цель достигается тем, что в анализаторе линейно-поляризованного излучения, содержащем гетеропереход между подложкой и слоем иэ аниэ9тропных полупровОдниковр опти. ческие оси которых лежат в плоскости гетерограницы, указанные оси параллельны между собой, причем коэффициент несоответствия параметра. их кристаллических решеток в направле-. нии оси не более li..Такое выполнениеобеспечивает поляризационную фоточувствительность в широкой области спектра, определяемой шириной запрещенной зоны веществ слоя и подложки.

Л оскольку использованные полупроводники обладают анизотропией оптических переходов, то. анализатор чувствителен к линейной поляризации, излучения в широком спектральном диапазоне, который также .определяется шириной запрещенной зоны анизотропного слоя и анизотропной подложки. Ориентация слоя в направлении оптической оси подложки необходима для выполнения соответствия правил отбора оптических переходов в слое и подложке и тем самым получения поляризационной чувствительности анализатора линейно-поляризационного излучения в широком спектральном диапазоне.

Для удовлетворительного "сшивания" кристалли.ческих решеток двух полупроводников необходимо, чтобы коэффициент несоответствия параметров решеток в направлении оптической оси подложки и слоя гетероперехода был не более 1I.. При невыполнении последнего условия, т.е. при коэффициентах несоответствия более 13, совершенство гетероперехода падает из-за дислокаций на границе раздела, что приводит к нарушению монокристалличности слоя, растрескиванию гетероперехода,на границе и т.п. и, следовательно, к резкому ухудшению электрических, оптических и фотоэлектрических параметров анализатора, а также к сужению спектрального диапазона поляризационной чувствительности до ДЕ=0,2-0,3 эВ.

При освещении анализатора линейно"поляризованного излучения све- . том в слое и подложке генерируются электронно-дырочные пары, которые

1разделяются электрическим полем гетероперехода, и на контактах прибора появляется фотонапряжение. Be8121

Составитель Г.Корнилова

Редактор E.йесропова .Техред;И,Надь

Корректор И. Эрдейи

Заказ 7969/1 . Тираж 703 ВНИЙПИ Государственного комитета СССР.по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 .Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП. "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 личина фотонапряжения зависит от угла ф между оптической осью С и вектором электрического поля f ëèнейно-поляризованного излучения и описывается законом Иалюса. Для полу- 5 чения максимальной фоточувствитель" ности анализатора линейно-поляризо" ванного излучения его освещение производится со стороны широкозонного слоя.

Спектральный диапазон поляризационной чувствительности определя" ется шириной запрещенной зоны Е полупроводникового слоя и подложки и за" ключен между ними.

Варьируя ширину запрещенной зоны 15 партнеров гетероперехода и подбирая необходимые правила отбора каждого из них, можно управлять спектральным диапазоном, амплитудой и знаком коэффициента поляризационной фоточувст- 20 вительности анализатора линейно-поляризованного излучения.

Был изготовлен анализатор с использованием ориентированной подложки . n-.CdGeP2 с индексами (110 . Гетеро- 25

12 4 переход выполняяся приэпита.ксиальном выращивании на подложке аниэотропного полупроводника n+-ZnGeP, Оптические оси слоя и подложки параллельны между собой и лежат в плоскости гетерограницы. Коэффициентт несоответствия параметров кристаллических решеток подложки и слоя в направлении оптической оси К 0,018ь.

Такой анализатор имеет положительный знак коэффициента поляризацион-, ной фоточувствительности(Р,„„ Ъ 80 ь) и обладает поляризационной фоточувствительностью при энергиях кванта4

14=1,6-2,6 эВ, в значительно более широком,(в 3-4 раза) диапазоне, чем известный анализатор линейно-поляри- зованного излучения.

Анализатор линейно-поляризованного излучения может быть использован как широкодиапазонный прибор для анализа линейно-поляризованно.го излучения. Он может быть применен в системах оптической связи, поляриметрии и оптоэлектронике.