球型硅双光子响应光电探测器研究

研究高灵敏度的球型硅双光子响应光电探测器。两个半球形固浸透镜的底面紧密结合成球形，在一个半球的底平面内制作金属-半导体-金属光电探测器，双光子响应部分在球心及其附近。使用时在两个金属电极上施加电压，用显微物镜聚焦被测光，使光线都垂直于球面沿球的直径方向传播，聚焦到球心处。在球心及其附近产生显著的光吸收，其它位置几乎不产生光吸收。由于固浸透镜大大提高球心处光功率密度，球腔使未被吸收的光在腔内多次反射并通过球心，使被测光充分吸收，所以能获得高灵敏度。同时研究入射光的入射方向和偏振方向与双光子响应的关系，区分和鉴别倍频吸收和双光子吸收，确定倍频吸收是双光子响应的主要物理机制。研究方法可以应用于具有反演对称中心的所有半导体材料。高灵敏度的硅双光子响应探测器可以应用于高速光电子学、光通信、太赫兹波科学与技术等许多领域，可以与硅集成电路进行光电集成。