一种新型谐振腔增强型光电探测器的性能分析

式(6)右侧大括号内的参数代表了腔的量子效率增强效应。当R2=0时该增强因子为l，此时式(6)给出的是传统探测器的量子效率。图2显示了η对波长的依赖关系。三条曲线分别对应于顶镜反射率R1为0.9，0.3和0.05时的情况(其中实线为-0.9，点线为-0.3，段线为-0.05)，其余参数设定为底镜反射率R2=0．9，αd=O．1，L=2μm。η周期性地在谐振波长处，即2βL+ψ1+ψ2=2mπ(m=l，2，3…)得到增强。

图2中的平直虚线即代表在相同有源层厚度(ad=0．1)情况下传统光探测器所能达到的量子效率，两种探测器的对比是很明显的。传统光探测器在很宽的波长范围内具有基本恒定的量子效率，最大量子效率也不超过0．1，而RCE型光探测器可以通过设计在特定波长处获得极大增强的量子效率。这就是谐振腔对量子效率的增强作用。
RCE器件的量子效率最大值条件为：，恰当地选择器件参数可以使RCE PD的量子效率达到近乎100％的理论值。

2 RCE器件的驻波效应分析
对于两个相向传播的光波方程式(2)和式(3)，它们相互叠加形成的驻波将会在腔内形成光场强度的周期性空间分布，器件量子效率由于受到光场强度分布的影响，将是有源层在光场中位置的函数，称为驻波效应(Standing Wave Effect，SWE)。正是SWE的存在使得RCE器件具有波长选择性和谐振波长处的增强效应。
驻波效应在量子效率公式中可以方便表示为有效吸收系数αeff=SWE・α，它随有源层位置的不同而表现为增强或减弱效应。

假设吸收区之外的吸收系数可忽略，而吸收区的吸收系数为常数，则：

腔内驻波的前向分量(Ef)与后向分量(Eb)由式(2)和式(3)给出，总电场E及其强度为：