SEED智能像素器件的工作原理

　　SEED器件利用超晶格量子阱二维自由激子吸收在外电场作用下的非线性变化，通过外部反馈元件的正反馈作用可 实现光双稳功能；通过多量子阱电吸收及电色散效应，可对光强进行调制，从而实现光调制开关功能。量子阱的 室温激子效应及其很强的可饱和吸收特性和量子限制Stark效应是自电光效应器件的物理基础。

　　SEED器件一般采用pln结构，其中i区为多量子阱吸收区，工作时与一定负载连接并施加反向电压。SEED器件采用 pin结构，一方面是为了抑制暗电流的产生，使电路中的工作电流主要来自吸收区产生的光吸收电流；另一方面又使反向偏置下的pin管具有较大的阻抗，从而可在其上施加较高的电压，以便更有效地利用量子限制Stark效应。

　　根据光路的形式不同，SEED器件分为透射型和反射型两种。透射型SEED器件除顶部窗口外，还需在底部对应位置刻蚀衬底形成透射光窗口。反射型SEED器件一般在器件底部生长被称为分布布拉格反射层（DBR）的多层高反射介质膜，顶部窗口入射光被底部DBR反射后从原窗口输出。倒装焊结构的SEED器件是用表面的金属作反射镜。反射型SEED器件与透射型相比较，具有易于大规模平面集成、对入射光的利用率较高、易于改善开关时间、能够获得较高的对比度及具有较好的热学特性等优点，因此具有更大的实用性，但反射型器件在材料生长、器件设计、器件制作工艺及器件应用的光路设计等方面都比透射型器件要复杂。

　　根据入射光的工作波长，SEED器件的工作状态分为常关型和常通型两种。如果入射光的波长在零电场时的激子吸收峰附近，随着电场的增大，吸收系数减小，光电流减小，反射的光增大，即在零电场时反射光小，加电场后反射光增大，以这种入射光波长工作的SEED器件称为常关型。如果入射光波长在零电场时激子峰的长波一侧，在不加电场时就有一定的反射光，随着电场的增大，吸收系数增大，光电流增大，反射光减小，以这种入射光波长工作的SEED器件称为常通型。对于常关型工作的SEED器件，光电流与偏置电压的关系曲线中将出现负阻区，利用这一特性可制成光双稳器件。而对于常通型工作的SEED器件，由于零电场与加电场吸收系数变化较大，因而更适合制成高对比度、低插入损耗的光调制器。