光導(dǎo)開關(guān)概述

光導(dǎo)開關(guān)概述

近年來，利用光導(dǎo)開關(guān)產(chǎn)生高峰值功率、窄脈沖、低觸發(fā)抖動(dòng)、較高重頻的電脈沖的優(yōu)點(diǎn)，使得研制體積小、重量輕，具有低截獲概率、高分辨率、強(qiáng)的抗電磁干擾和反隱身能力，集近距離電磁干擾與中遠(yuǎn)距離目標(biāo)探測(cè)于一體的光控陣列有源超寬帶雷達(dá)成為可能。

硅是第一代半導(dǎo)體光電導(dǎo)材料，它的載流子壽命較長(微秒到毫秒量級(jí))，因此適合在納秒激光脈沖觸發(fā)下產(chǎn)生較寬的電脈沖。砷化鎵是第二代半導(dǎo)體光電導(dǎo)材料，它具有極快的電子遷移速率，是做高壓超快材料的首選，而GaAs的制作工藝已十分成熟，是目前最普遍采用的開關(guān)材料。碳化硅是第三代光導(dǎo)半導(dǎo)體材料，它在高壓和高功率應(yīng)用方面優(yōu)于砷化鎵，由于該材料的制作工藝較為復(fù)雜，材料價(jià)格昂貴，碳化硅光導(dǎo)開關(guān)還正處于研發(fā)階段 。

光導(dǎo)開關(guān)具有線性和非線性兩種工作模式。當(dāng)光導(dǎo)開關(guān)被偏置在較低的電場條件下，光電導(dǎo)材料每吸收一個(gè)光子產(chǎn)生一個(gè)電子空穴對(duì)，開關(guān)材料的電導(dǎo)率和輸出電脈沖的幅度都與光脈沖的強(qiáng)度呈線性關(guān)系;當(dāng)光脈沖熄滅后，光導(dǎo)開關(guān)將很快恢復(fù)到其原來的高阻暗態(tài);輸出電脈沖的上升時(shí)間主要取決于激勵(lì)光脈沖的寬度，而下降時(shí)間則主要取決于載流子的壽命，這就是所謂的線性工作模式。當(dāng)光導(dǎo)開關(guān)的偏置電場和觸發(fā)光脈沖能量都達(dá)到一定的閾值后，一旦光導(dǎo)開關(guān)導(dǎo)通，即使光脈沖熄滅，開關(guān)也不會(huì)立即恢復(fù)到原高阻狀態(tài)，只要能維持供給開關(guān)的能量，開關(guān)就能保持其導(dǎo)通;此時(shí)，開關(guān)內(nèi)的平均電場維持在某一個(gè)值上，該值與外電路所加的偏置電壓無關(guān)，與觸發(fā)光的能量也無關(guān)，但與材料本身的性質(zhì)有密切的關(guān)系，并將這種現(xiàn)象稱之為"鎖定現(xiàn)象"，即所謂的非線性工作模式。

常見的光導(dǎo)開關(guān)電極結(jié)構(gòu)包括同面結(jié)構(gòu)、異面結(jié)構(gòu)和體結(jié)構(gòu)三種 。