美研制出电流电压双控微波信号混合器

科技日报华盛顿3月19日电（记者毛黎）美国伊利诺斯大学研究人员19日表示，他们成功研发出由隧结晶体管激光器构成的微波信号混合器。该成果帮助人们为开发更高速电子器件和性能更佳的光电组合回路又向前迈进了一步。

研究人员介绍，信号混合器装置能够接收电信号输入，并产生出频率范围较宽的光信号输出。由于采用的探测器能测出的最高频率为22.7千兆赫，因此混合器的输出频率最高值受到了探测器而不是混合器本身的限制。也就是说，混合器能输出高于22.7千兆赫的光信号。

为制造信号混合器，研究人员首先在晶体管激光器的基区生成一个量子势阱，然后在集电区形成一个遂结。在晶体管激光器中，隧穿过程主要通过名为光辅助吸收的过程来实现，该过程起源于量子势阱。在量子势阱中，电子和空穴结合后产生光子，光子随后被再吸收并产生用于电压调制的新的电子和空穴对。

研究参与者、伊利诺斯大学电子和计算机工程研究人员弥尔顿·冯表示：“晶体管激光器中的遂结使得量子势阱中的电子消除成为可能，它将电子通过隧道接触传递到集电极。”晶体管的输出对第三端电压控制极其敏感，这是因为电子通过隧道从基极向集电极运动时，能为量子势阱中发生的重组有效地提供空穴。

大学电子和计算机工程和物理研究人员、高级研究中心教授小尼克·霍隆亚克表示，在电流调制的基础上，遂结为晶体管激光器光子输出提供了电压控制调解的能力，这为独特的信号混合以及信号处理应用提供了新的能力和更高的灵敏度。

遂结激光器对电压控制的敏感性使得人们可以利用电流和电压直接调制信号混合器，这种灵活性帮助人们可以通过设计新的非线性信号处理器来改进光能量的输出。

霍隆亚克说：“这是一种新的晶体管。我们利用内部的光子调制电子行为，导致晶体管自身成为具有额外特性的不同电子装置。”他同时表示，晶体管的变形还没有全部完成，它还在变化中。