- Phiến silic loại p+ có điện trở suất ρ= 0,0 1 0,1 Ωcm được bốc bay Al ở mặt sau để tạo tiếp xúc.
3.2.1.Các kết quả mô phỏng về buồng vi cộng hưởng
Mô phỏng về buồng vi cộng hưởng với các yếu tố chiết suất và chiều dày của các lớp lần lượt là d1, d2,dss là chiều dày của các lớp điện mơi có chiết suất cao, thấp và lớp khơng gian.n1, n2, nss là chiết suất của lớp cao, thấp và lớp khơng gian. Hình 3.1. là mơ phỏng về phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng với các thông số d1=50.9534nm, d2=77.2533nm, dss=154.5nm, n1=2.6985, n2=1.7798, nss=1.7798. Các thông số này sẽ được sử dụng trong các mơ phỏng của chúng tơi tiếp theo.
Hình 3.1. Mô phỏng phổ phản xạ của một buồng vi cộng hưởng với d1=50.9534nm,d2=77.2533nm,dss=154.5nm,n1=2.6985,n2=1.7798,nss=1.7798.
Các yếu tố có thể ảnh hưởng tới buồng vi cộng hưởng bao gồm: số chu kỳ của buồng vi cộng hưởng, độ dày và chiết suất của các lớp điện môi.
a) Độ dày của lớp không gian (dss) ảnh hưởng tới độ rộng vùng cấm
Về nguyên tắc độ dày của lớp không gian phải là một bội số của λ/2 nhưng thơng thưởng thì độ dày quang học của lớp khơng gian nhận một trong hai giá trị là λ hoặc λ/2. Trong cả hai trường hợp, bước sóng cộng hưởng đều ở vị trí trung tâm của dải bước sóng có độ truyền qua đạt cực đại. Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng với 1 lớp không gian là λ hoặc 1 lớp không gian là λ/2 được so sánh ở hình 3.2. Đây là kết quả mô phỏng cho một buồng vi cộng hưởng bao gồm 2 DBR song song với 8 chu kỳ và độ dày quang học là λ/4, trong đó λ=550nm. Trong hình 3.2a, độ dày quang học của lớp khơng gian là λ/2, ngược lại trong hình 3.2b độ dày này là λ. Phổ phản xạ trong cả hai trường hợp là tương tự nhau. Đỉnh truyền qua được đặt tại bước sóng trung tâm 550nm .
Hình 3.2 Phổ phản xạ của một buồng vi cộng hưởng bao gồm 2 DBR với độ dày quang học là λ/4 và một lớp không gian độ dày là a)λ/2, b)λ
Trong cả hai trường hợp độ phản xạ gần như bằng 0 tại bước sóng cộng hưởng. Tuy nhiên, vùng cấm của buồng vi cộng hưởng với lớp không gian là λ/2 là rộng hơn vùng cấm của buồng vi cộng hưởngcó độ dày là λ và các cực trị hai bên gần với vùng cấm hơn.
b) Chiết suất của lớp khơng gian ảnh hưởng tới bước sóng cộng hưởng
Chiết suất phản xạ của lớp khơng gian có thể sử dụng một trong các chiết suất của DBRs của buồng vi cộng hưởnghoặc là một giá trị khác. Sự ảnh hưởng của giá trị này lên phổ phản xạ của vi hốc cộng hưởng được nghiên cứu cho tất cả các trường hợp sau: chiết suất nhỏ hơn nL, bằng nL, nằm trong khoảng nL và nH, và bằng nH. Kết quả có thể quan sát trong hình 3.3. Các λ/4-DBRs gồm nL=1,7798, nH=2,6985 và N=4. Độ dày của lớp không gian là λ/2 và chiết suất nss là 1,5 (nss<nL); 1,7798 (nss=nL); 1,9 (nL<nss<nH), và 2,6985 (nss=nH). Đỉnh truyền qua được thay đổi tùy theo vào từng trường hợp chiết suất thay đổi, tuy nhiên ta có thấy sự khác biệt khi mà chiết suất trong lớp không gian bằng chiết suất lớp cao(xuất hiện 2 đỉnh cho phép trong vùng cấm).
Hình 3.3 Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởngquang giao thoa dựa trên tinh thể quang tử 1 chiều bao gồm 2 DBR với nL=1,7798 và nH =2,6985. Độ dày của lớp không gian là λ/2 và chiết suất phản xạ của nó lần lượt là a)1.5, b)1,7798, c) 1,9, d) 2,6985.
Hinh3.4. Đồ thị sự phụ thuộc giữa chiết suất và độ dịch bước sóng cộng hưởng
c) Số chu kỳ của DBR ảnh hưởng tới độ phản xạ và độ rộng khe cộng hưởng
Độ rộng của đỉnh truyền qua phụ thuộc vào số chu kỳ của các DBR của hốc cộng hưởng. Khi N tăng, đỉnh truyền qua trở nên hẹp hơn, độ phản xạ của vùng cấm tăng lên và hình dáng của phổ sắc nét hơn. Sự thay đổi này ta có thể quan sát trên hình 3.5.
Hình 3.5. Phổ phản xạ của buồng vi cộng hưởng dựa trên tinh thể quang tử một chiều tại bước sóng trung tâm 550nm trong đó các DBR có số chu kỳ khác nhau.
Bảng 3.1. Bảng giá trị thể hiện sự phụ thuộc của độ rộng khe vào số chu kỳ N Số chu kỳ (N) Độ rộng khe(nm) 2 20 3 8 4 3 6 2 8 1
Sự phụ thuộc của độ rộng khe sẽ được biểu diễn trên đồ thị hình 3.6.
Bảng 3.2. Bảng giá trị thể hiện sự phụ thuộc của hệ số phản xạ vào số chu kỳ N Số chu kỳ Hệ số phản xạ 2 0.941 3 0.983 4 0.994 6 0.999
Sự phụ thuộc của hệ số phản xạ vào số chu kỳ của gương Bragg đã được trình bày ở trên đồ thị hình 3.7.
3.2.2. Mơ phỏng về độ dịch phổ ứng dụng trong cảm biến