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垂直腔光电子器件易于平面集成、在线测试和高效率光纤耦合,是一种重要的器件类型.GaAs基垂直腔器件由于可用具有大折射率差的GaAs/A1GaAs制备DBR,并可与GaAs基诸多材料进行一次性外延生长成型,所以在与各种材料系的垂直腔器件对比中具有相当的优越性.但是由于受到材料制备技术的限制,在相当长的一段时间内,器件的工作波长一直限制在1200nm以短.自从1996年GaInNAs材料问世以后,GaAs基垂直腔器件在光纤通讯波段的研究取昨重大突破.边发射及面发射激光器、谐振腔增强型探测器已经实现1300nm波段或更长波长的成功制备.GaAs基光电子器件,特别是垂直腔器件在光通讯系统中的应用前景十分广阔.基于此,该文主要进行了长波长GaAs基RCE探测器、调制器以及DBR调谐性能等的理论分析和实验研究.1)通过计算量子阱在腔中的位置状况指明:吸收层的吸收系数较大,例如α=10<'4>cm<'-1>时,当QW数超过五个(吸收长度35nm),吸收层位置对QE的影响小于<7％.随入射角度θ增大,GaInNAs RCE探测器的模式波长兰移,当θ角度变化0°~25°,模式调谐范围约~11nm.QE及FWHM的变化与吸收系数紧密相关,对于吸收系数随波长变化很小的情况,QE和FWHM基本不随角度变化,反之相反.这在应用上十分重要.2)实验制备了内电极共面结构的原型RCE探测器,利用网络分析仪的电反射对器件的高频RC参数进行了中间检测,通过与同结构8GHz参考器件的比较,预计带宽可以达到相当的量级.器件的直接测试正在进行中.分析计算了RCE器件的频率响应各种限制因素.对于RC限制,采用内电极结构,如果同时增加本征区厚度到2λ<,0>/n<,eff>,PIN结面积减小到15×15μm<'2.,在可行的实验条件下,P电极的串连电阻可以降到30Ω,器件的优化响应带宽预计可以达到90GHz.通过简化模型的耗尽层宽度的计算,论证了1λ腔器件吸收层已完全耗尽,并以器件的CV测试结果作出了反证.同时提了低偏压或无偏压工作的可行性.3)提出和分析了超薄有源层RCE型调制器的可行性.利用简化的等效镜面方法和传输矩阵法对反射式和透射式器件分别进行结构优化分析,论证了反射式器件比透射式器件可以具有更高的调制对比度.通过与波导型电吸收器件的比较,可以认为反射式RCE型调制器可以在达到高对比度调制的同时减小器件的插入损耗.实验研究正在进行中.4)利用A1GaAs/A1As的高对比度湿法腐蚀方法,制备了可调谐滤波器的空气腔,腔体光学质量较好;测试结果表明,7V电压下器件模式波长兰移35nm,模式波长的偏移量与电压平方成正,与等效腔长以及电压调谐的理论相符.