Сегодня давайте рассмотрим OFC2024.фотодетекторыВ основном к ним относятся GeSi PD/APD, InP SOA-PD и UTC-PD.
1. UCDAVIS реализует слабый резонансный несимметричный эффект Фабри-Перо на длине волны 1315,5 нм.фотодетекторОбладает очень малой ёмкостью, оцениваемой в 0,08 фФ. При напряжении смещения -1 В (-2 В) темновой ток составляет 0,72 нА (3,40 нА), а скорость отклика — 0,93 А/Вт (0,96 А/Вт). Насыщенная оптическая мощность составляет 2 мВт (3 мВт). Может поддерживать высокоскоростные эксперименты с передачей данных на частоте 38 ГГц.
На следующей диаграмме показана структура фотодиода AFP, состоящего из волновода, соединенного Ge-on-Кремниевый фотодетекторПередний волновод SOI-Ge обеспечивает согласование мод > 90% при коэффициенте отражения < 10%. Задний волновод представляет собой распределенный брэгговский отражатель (DBR) с коэффициентом отражения > 95%. Благодаря оптимизированной конструкции резонатора (условие фазового согласования за один проход) отражение и пропускание резонатора AFP могут быть устранены, что приводит к поглощению детектором Ge почти 100%. Во всем диапазоне длин волн 20 нм R+T < 2% (-17 дБ). Ширина Ge-трубки составляет 0,6 мкм, а емкость оценивается в 0,08 фФ.
2. Хуачжунский университет науки и технологий произвел кремний-германийлавинный фотодиодПолоса пропускания >67 ГГц, коэффициент усиления >6,6. SACMФотодетектор APDСтруктура поперечного пипинового перехода изготовлена на кремниевой оптической платформе. Собственный германий (i-Ge) и собственный кремний (i-Si) служат соответственно светопоглощающим слоем и слоем удвоения электронов. Область i-Ge длиной 14 мкм обеспечивает адекватное поглощение света на длине волны 1550 нм. Небольшие области i-Ge и i-Si способствуют увеличению плотности фототока и расширению полосы пропускания при высоком напряжении смещения. Глазковая карта APD была измерена при -10,6 В. При входной оптической мощности -14 дБм глазковая карта сигналов OOK 50 Гбит/с и 64 Гбит/с показана ниже, а измеренное отношение сигнал/шум составляет 17,8 и 13,2 дБ соответственно.
3. На пилотной линии IHP по производству 8-дюймовых BiCMOS-транзисторов показан германиевый кристалл.Фотодетектор PDС шириной ребра около 100 нм, что позволяет создавать максимальное электрическое поле и кратчайшее время дрейфа фотоносителей. Ge PD имеет полосу пропускания оптического элемента 265 ГГц при 2 В и постоянном токе 1,0 мА. Технологический процесс показан ниже. Главная особенность заключается в отказе от традиционной смешанной ионной имплантации SI и использовании схемы травления для роста, позволяющей избежать влияния ионной имплантации на германий. Темновой ток составляет 100 нА, R = 0,45 А/Вт.
4. Компания HHI демонстрирует фотодиод на основе InP SOA, состоящий из SSC, MQW-SOA и высокоскоростного фотодетектора. Для O-диапазона фотодиод имеет чувствительность 0,57 А/Вт с уровнем PDL менее 1 дБ, в то время как фотодиод на основе SOA имеет чувствительность 24 А/Вт с уровнем PDL менее 1 дБ. Ширина полосы пропускания обоих устройств составляет ~60 ГГц, а разница в 1 ГГц может быть объяснена резонансной частотой SOA. В реальном изображении глаза эффекта рисунка не наблюдалось. Фотодиод на основе SOA снижает требуемую оптическую мощность примерно на 13 дБ при скорости 56 Гбод.
5. ETH реализует улучшенный фотодиод UTC-PD на основе GaInAsSb/InP типа II с полосой пропускания 60 ГГц при нулевом смещении и высокой выходной мощностью -11 дБм на частоте 100 ГГц. Продолжение предыдущих результатов, использующих улучшенные возможности переноса электронов GaInAsSb. В данной работе оптимизированные поглощающие слои включают сильно легированный GaInAsSb толщиной 100 нм и нелегированный GaInAsSb толщиной 20 нм. Слой NID помогает улучшить общую чувствительность, а также снизить общую емкость устройства и расширить полосу пропускания. Фотодиод UTC-PD размером 64 мкм² имеет полосу пропускания при нулевом смещении 60 ГГц, выходную мощность -11 дБм на частоте 100 ГГц и ток насыщения 5,5 мА. При обратном смещении 3 В полоса пропускания увеличивается до 110 ГГц.
6. Компания Innolight разработала модель частотной характеристики германиевого кремниевого фотодетектора, полностью учитывая легирование устройства, распределение электрического поля и время переноса фотогенерированных носителей заряда. В связи с необходимостью большой входной мощности и высокой полосы пропускания во многих приложениях, большая входная оптическая мощность приводит к уменьшению полосы пропускания. Наилучшей практикой является снижение концентрации носителей заряда в германии за счет структурного проектирования.
7. Университет Цинхуа разработал три типа UTC-PD: (1) UTC-PD с двухслойной структурой (DDL) и полосой пропускания 100 ГГц, обладающий высокой мощностью насыщения; (2) UTC-PD с двухслойной структурой (DCL) и полосой пропускания 100 ГГц, обладающий высокой быстродействием; (3) MUTC-PD с полосой пропускания 230 ГГц и высокой мощностью насыщения. В будущем, при переходе к эре 200G, высокая мощность насыщения, высокая полоса пропускания и высокая быстродействие могут оказаться полезными для различных сценариев применения.
Дата публикации: 19 августа 2024 г.