摘要：We have investigated the distribution of the electric field in p-i-n GaN avalanche photodiodes under different reverse bias values. type and separate absorption and multiplication （SAM） type We have also analyzed the influences of the parameters of each layer, including width and concentration, on the distribution of the electric field, especially on the breakdown voltage. It is found that a relatively high concentration of p-GaN （higher than 1×10^18 cm-3） and low cartier concentration of i-GaN （lower than 5×1016 cm-3） are helpful to restrict the electric field and reduce the breakdown voltage. In a SAM （p-i-n-i-n） structure, a suitable choice should be made for the concentration and thickness of the intermediate n-GaN layer in order to decrease breakdown voltage and prevent the device from degenerating into a p-i-n structure. Finally, the optimized material parameters of each layer are proposed.

摘要：针对由多个三相电流源型桥式整流器并联组成的电流型多电平整流器(MCSR),采用传统的空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法涉及大量三角函数运算,影响控制器的运算效率。该文研究一种基于三相电流型五电平整流器(5L-CSR)的60°坐标系SVPWM算法,该方法有效地简化了基本矢量及其作用时间的计算过程。并且针对均流电感存在的电流平衡问题,提出合理分配冗余开关组合作用时间和作用顺序的方法,使得单个调制周期内均流电感承受平均电压为零,进而解决了均流电感电流不平衡问题,实现了直流侧自均流。最后,搭建三相5L-CSR的仿真模型以及实验样机进行验证。

摘要：相比传统直流输电,模块化多电平换流器型高压直流(MMC-HVDC)输电的一次系统与二次系统都更为复杂,并且控制系统的特性一定程度上决定了MMC-HVDC系统的性能。为研究物理控制器的设计方法,文中首先设计了MMC-HVDC物理模拟系统的主系统结构与电气参数,然后重点研究了分层的MMC-HVDC控制系统架构,运行人员控制系统(上位机)、极控制和保护系统、阀基控制器、子模块控制保护单元等由高到低构成了完备的控制体系,确立了各控制层之间的通信方式与内容,开发调试了控制系统程序。最后,进行了MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验。实验表明控制系统可以有效地实现物理模拟系统的启停、子模块电容电压平衡、基本的故障保护以及直流电压与功率的控制。

摘要：设计并制作了非对称大光腔波导结构,利用分布布拉格反射技术,实现了980 nm波段高功率半导体激光器的稳定输出。在实验过程中,采用电子束光刻技术,结合感应耦合等离子刻蚀工艺,利用SiO2作为硬掩模,并通过减小Ar离子的束流来减弱刻蚀过程中由于物理轰击作用对SiO2硬掩模的消耗,制作出形貌良好、周期为890 nm、占空比为50%的分布布拉格反射器光栅;采用脊型波导激光器的制作工艺,成功制作出分布布拉格反射激光器,当器件注入电流15 A时,该激光器的输出功率高达10.7 W,斜率效率为0.73 W/A,器件阈值电流为0.95 A,中心波长为979.3 nm。该研究为GaAs基DBR半导体激光器的制作与研究提供了新思路。

摘要：为得到高温环境下894. 6 nm稳定波长激光输出的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL),设计并制备了腔模位置不同的VCSEL芯片;通过对VCSEL腔模位置、输出波长和温漂系数的测试分析,研究了腔模位置对器件输出波长的影响,发现腔模位置与输出波长具有线性对应关系。设计了腔模位置在890.5 nm的VCSEL外延片结构,经工艺制备得到了85℃高温环境下894.6 nm稳定波长激光输出的VCSEL芯片。实验结果表明,通过调控腔模位置可得到目标波长激光输出的VCSEL芯片,该研究为研制其他波段稳定波长激光输出的垂直腔面发射激光器奠定了基础。

摘要：对模块化多电平换流器(MMC)采用站级控制器、子模块控制器(SMC)和阀基控制器(VBC)3层控制系统。设计了SMC与VBC之间的时序逻辑,保证了控制系统的实时性。当硬件模拟电路检测到子模块出现过电压或者欠电压时,如果过电压或者欠电压时间超过20μs,则SMC将故障信息传送至上层控制,有效降低了保护系统误动的概率。对采用了上述控制系统的MMC物理模拟系统进行了稳态实验,实验结果表明,系统能够有效控制直流电压、输送功率,并使子模块电压稳定在150 V左右。

摘要：子模块控制器(sub-module controller,SMC)的控制保护功能对模块化多电平换流器直流输电(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)的运行有着极大的影响。首先,介绍了子模块与SMC硬件架构,开发调试了基于复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)的SMC控制程序,研究了SMC与其上层控制阀基控制器(valve based controller,VBC)之间的协调控制以及子模块保护策略。最后对子模块进行了稳态的空载、带载实验以及MMC-HVDC物理模拟系统的系统实验,实验结果证明了子模块的性能良好,SMC可以与VBC进行有效通讯并可以对子模块进行有效控制保护以及稳态测试平台的有效性。

摘要：为实现894.6 nm低阈值、高稳定性、单模激光输出,设计了具有不同台面刻蚀结构的垂直腔面发射激光器(VCSEL)器件,研究了台面直径和氧化孔结构对器件激射性能的影响。研究结果表明:VCSEL台面直径越大,阈值电流越大;氧化孔径越偏向圆形,边模抑制比越高。制备了氧化孔为圆形、直径为4.4μm的VCSEL器件,该器件在70～90℃工作温度及0.6 mA驱动电流下实现了894.6 nm单模激光输出,边模抑制比高于35 dB。

摘要：利用分子束外延生长装置生长出了ＧａＡｌＡｓ／ＧａＡｓ梯度折射率分别限制（ＧＲＩＮ－ＳＣＨ）单量子阱结构材料。样品的测量结果表明，样品质量达到了设计要求。利用该材料制作的激光二极管，室温连续工作，功率为１ Ｗ，斜率效率达到１．０４ Ｗ／Ａ。

摘要：针对氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件困难的问题,设计并制备了氮化铝弯曲耦合微环谐振腔。分析了微环谐振腔耦合系数公式,分别阐述了多种提高耦合强度方案的优势和劣势,最终选用弯曲耦合结构来增强耦合强度,得到了在宽耦合间隙下,实现临界耦合条件的解决方案。在蓝宝石衬底上生长了高质量的氮化铝单晶薄膜,选用导电胶克服材料的不导电性,并利用电子束曝光系统将弯曲角度为40°、耦合间隙0.19μm、波导宽度0.41μm的微环谐振腔图形化,分析优化多项氮化铝刻蚀参数,最终将图形转移至氮化铝层,得到了耦合间隙均匀、侧壁平整的弯曲耦合氮化铝微环谐振腔。该研究为氮化铝微环谐振腔实现临界耦合条件提供了选择参考。