เครื่องตรวจจับแสงความเร็วสูงถูกนำมาใช้โดยเครื่องตรวจจับแสง InGaAs
เครื่องตรวจจับแสงความเร็วสูงในด้านการสื่อสารด้วยแสงส่วนใหญ่ประกอบด้วยเครื่องตรวจจับแสง III-V InGaAs และ Si และ Ge แบบเต็ม IVเครื่องตรวจจับแสงศรี- แบบแรกเป็นเครื่องตรวจจับอินฟราเรดใกล้แบบดั้งเดิม ซึ่งมีความโดดเด่นมาเป็นเวลานาน ในขณะที่แบบหลังอาศัยเทคโนโลยีออปติคอลซิลิคอนเพื่อที่จะกลายเป็นดาวรุ่ง และเป็นจุดสนใจในสาขาการวิจัยออปโตอิเล็กทรอนิกส์ระดับนานาชาติในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ เครื่องตรวจจับใหม่ที่ใช้เพอร์รอฟสไกต์ วัสดุอินทรีย์ และวัสดุสองมิติกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เนื่องจากมีข้อได้เปรียบในการประมวลผลที่ง่าย มีความยืดหยุ่นดี และคุณสมบัติที่ปรับแต่งได้ มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเครื่องตรวจจับใหม่เหล่านี้และเครื่องตรวจจับแสงอนินทรีย์แบบดั้งเดิมในคุณสมบัติของวัสดุและกระบวนการผลิต เครื่องตรวจจับ Perovskite มีลักษณะการดูดกลืนแสงที่ดีเยี่ยมและความสามารถในการขนส่งประจุที่มีประสิทธิภาพ เครื่องตรวจจับวัสดุอินทรีย์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับอิเล็กตรอนที่มีต้นทุนต่ำและมีความยืดหยุ่น และเครื่องตรวจจับวัสดุแบบสองมิติดึงดูดความสนใจอย่างมากเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์และความคล่องตัวของตัวพาสูง อย่างไรก็ตาม เมื่อเปรียบเทียบกับเครื่องตรวจจับ InGaAs และ Si/Ge แล้ว เครื่องตรวจจับใหม่ยังคงต้องได้รับการปรับปรุงในแง่ของความเสถียรในระยะยาว ความพร้อมในการผลิต และการบูรณาการ
InGaAs เป็นหนึ่งในวัสดุในอุดมคติสำหรับการตรวจจับเครื่องตรวจจับแสงที่มีความเร็วสูงและตอบสนองสูง ประการแรก InGaAs เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ bandgap โดยตรง และความกว้างของ bandgap สามารถควบคุมได้โดยอัตราส่วนระหว่าง In และ Ga เพื่อให้ได้การตรวจจับสัญญาณแสงที่มีความยาวคลื่นต่างกัน ในหมู่พวกเขา In0.53Ga0.47As เข้ากันได้อย่างสมบูรณ์แบบกับโครงตาข่ายของ InP และมีค่าสัมประสิทธิ์การดูดกลืนแสงขนาดใหญ่ในย่านการสื่อสารแบบออปติคอล ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการเตรียมเครื่องตรวจจับแสงและประสิทธิภาพกระแสมืดและการตอบสนองก็ดีที่สุดเช่นกัน ประการที่สอง วัสดุ InGaAs และ InP มีความเร็วดริฟท์ของอิเล็กตรอนสูง และความเร็วดริฟท์ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวอยู่ที่ประมาณ 1 × 107 ซม./วินาที ในเวลาเดียวกัน วัสดุ InGaAs และ InP มีผลเกินความเร็วของอิเล็กตรอนภายใต้สนามไฟฟ้าจำเพาะ ความเร็วเกินสามารถแบ่งออกเป็น 4 × 107 ซม./วินาที และ 6 × 107 ซม./วินาที ซึ่งเอื้อต่อการตระหนักถึงแบนด์วิดท์ที่จำกัดเวลาของผู้ให้บริการขนาดใหญ่ ปัจจุบัน เครื่องตรวจจับแสง InGaAs เป็นเครื่องตรวจจับแสงกระแสหลักที่สุดสำหรับการสื่อสารด้วยแสง และส่วนใหญ่จะใช้วิธีการเชื่อมต่ออุบัติการณ์พื้นผิวในตลาด และผลิตภัณฑ์เครื่องตรวจจับอุบัติการณ์พื้นผิว 25 Gbaud/s และ 56 Gbaud/s ได้รับการตระหนักรู้แล้ว ขนาดที่เล็กลง อุบัติการณ์ด้านหลัง และเครื่องตรวจจับอุบัติการณ์พื้นผิวแบนด์วิธขนาดใหญ่ยังได้รับการพัฒนาอีกด้วย ซึ่งส่วนใหญ่เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีความเร็วสูงและความอิ่มตัวสูง อย่างไรก็ตาม หัววัดเหตุการณ์ที่พื้นผิวถูกจำกัดด้วยโหมดการเชื่อมต่อ และยากต่อการผสานรวมกับอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ดังนั้น ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดในการบูรณาการออปโตอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องตรวจจับโฟโต้โพรบ InGaAs แบบท่อนำคลื่นควบคู่กับประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมและเหมาะสำหรับการบูรณาการจึงค่อยๆ กลายเป็นจุดสนใจของการวิจัย โดยโมดูลโฟโตโพรบ InGaAs 70 GHz และ 110 GHz เชิงพาณิชย์เกือบทั้งหมดใช้โครงสร้างควบคู่ท่อนำคลื่น ตามวัสดุซับสเตรตที่แตกต่างกัน โฟโตอิเล็กทริคโพรบ InGaAs ที่เชื่อมต่อท่อนำคลื่นสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: InP และ Si วัสดุอีพิแทกเซียลบนพื้นผิว InP มีคุณภาพสูง และเหมาะสมกว่าสำหรับการเตรียมอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูง อย่างไรก็ตาม ความไม่ตรงกันต่างๆ ระหว่างวัสดุ III-V, วัสดุ InGaAs และพื้นผิว Si ที่เติบโตหรือถูกผูกมัดบนพื้นผิว Si นำไปสู่คุณภาพของวัสดุหรืออินเทอร์เฟซที่ค่อนข้างต่ำ และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ยังคงมีพื้นที่ขนาดใหญ่สำหรับการปรับปรุง
เวลาโพสต์: Dec-31-2024