วันนี้มาดู OFC2024 กันเครื่องตรวจจับแสงซึ่งรวมถึง GeSi PD/APD, InP SOA-PD และ UTC-PD เป็นหลัก
1. UCDAVIS ตระหนักถึง Fabry-Perot ที่ไม่สมมาตรขนาด 1315.5 นาโนเมตรที่สั่นพ้องอย่างอ่อนเครื่องตรวจจับภาพด้วยความจุที่ต่ำมาก ประมาณไว้ที่ 0.08fF เมื่อไบแอสอยู่ที่ -1V (-2V) กระแสมืดจะอยู่ที่ 0.72 nA (3.40 nA) และอัตราการตอบสนองอยู่ที่ 0.93a/W (0.96a/W) กำลังแสงออปติคัลอิ่มตัวอยู่ที่ 2 mW (3 mW) สามารถรองรับการทดลองข้อมูลความเร็วสูงที่ความถี่ 38 GHz
แผนภาพต่อไปนี้แสดงโครงสร้างของ AFP PD ซึ่งประกอบด้วยท่อนำคลื่นที่เชื่อมต่อกับ Ge-on-เครื่องตรวจจับภาพ Siด้วยท่อนำคลื่น SOI-Ge ด้านหน้าที่ให้การจับคู่โหมดมากกว่า 90% พร้อมค่าการสะท้อนแสงน้อยกว่า 10% ด้านหลังเป็นตัวสะท้อนแสง Bragg แบบกระจาย (DBR) ที่มีค่าการสะท้อนแสงมากกว่า 95% ด้วยการออกแบบโพรงที่เหมาะสมที่สุด (เงื่อนไขการจับคู่เฟสแบบไปกลับ) จึงสามารถขจัดการสะท้อนและการส่งผ่านของเรโซเนเตอร์ AFP ส่งผลให้การดูดซับของตัวตรวจจับ Ge เกือบ 100% ตลอดแบนด์วิดท์ 20 นาโนเมตรของความยาวคลื่นกลาง R+T น้อยกว่า 2% (-17 dB) ความกว้างของ Ge คือ 0.6 ไมโครเมตร และค่าความจุประมาณ 0.08 ไมโครฟาเรนไฮต์
2. มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจงผลิตซิลิคอนเจอร์เมเนียมโฟโตไดโอดหิมะถล่ม, แบนด์วิดท์ >67 GHz, เกน >6.6 SACMเครื่องตรวจจับภาพ APDโครงสร้างของรอยต่อพิพินตามขวางถูกสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มออปติกซิลิคอน เจอร์เมเนียมอินทรินซิก (i-Ge) และซิลิคอนอินทรินซิก (i-Si) ทำหน้าที่เป็นชั้นดูดกลืนแสงและชั้นอิเล็กตรอนคู่ ตามลำดับ บริเวณ i-Ge ที่มีความยาว 14 ไมโครเมตรรับประกันการดูดกลืนแสงที่เพียงพอที่ความยาวคลื่น 1550 นาโนเมตร บริเวณ i-Ge และ i-Si ขนาดเล็กเอื้อต่อการเพิ่มความหนาแน่นของโฟโตเคอร์เรนต์และการขยายแบนด์วิดท์ภายใต้แรงดันไฟฟ้าไบอัสสูง แผนที่ตาของ APD วัดที่ -10.6 โวลต์ ด้วยกำลังแสงอินพุตที่ -14 dBm แผนที่ตาของสัญญาณ OOK ที่ 50 Gb/s และ 64 Gb/s แสดงอยู่ด้านล่าง และค่า SNR ที่วัดได้คือ 17.8 และ 13.2 dB ตามลำดับ
3. ระบบนำร่อง BiCMOS ขนาด 8 นิ้วของ IHP แสดงให้เห็นเจอร์เมเนียมเครื่องตรวจจับภาพ PDด้วยความกว้างครีบประมาณ 100 นาโนเมตร ซึ่งสามารถสร้างสนามไฟฟ้าสูงสุดและเวลาดริฟต์ของโฟโตแคริเออร์ที่สั้นที่สุด Ge PD มีแบนด์วิดท์ OE 265 GHz@2V@1.0mA DC photocurrent ขั้นตอนกระบวนการแสดงไว้ด้านล่าง จุดเด่นที่สุดคือการยกเลิกการฝังไอออนแบบผสม SI แบบดั้งเดิม และนำรูปแบบการกัดการเจริญเติบโตมาใช้เพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของการฝังไอออนต่อเจอร์เมเนียม กระแสมืดคือ 100nA, R = 0.45A/W
4. HHI นำเสนอ InP SOA-PD ซึ่งประกอบด้วย SSC, MQW-SOA และเครื่องตรวจจับภาพความเร็วสูง สำหรับย่านความถี่ O PD มีอัตราการตอบสนอง A/W ที่ 0.57 A/W โดยมี PDL น้อยกว่า 1 dB ขณะที่ SOA-PD มีอัตราการตอบสนอง 24 A/W โดยมี PDL น้อยกว่า 1 dB แบนด์วิดท์ของทั้งสองอยู่ที่ประมาณ 60 GHz และความแตกต่าง 1 GHz เกิดจากความถี่เรโซแนนซ์ของ SOA ไม่พบรูปแบบผลกระทบในภาพดวงตาจริง SOA-PD ลดกำลังแสงที่จำเป็นลงประมาณ 13 dB ที่ 56 GBaud
5. ETH ใช้ GaInAsSb/InP UTC-PD ประเภท II ที่ได้รับการปรับปรุง โดยมีแบนด์วิดท์ 60GHz ที่ไบอัสเป็นศูนย์ และกำลังขับสูงถึง -11 dBM ที่ความถี่ 100GHz ต่อเนื่องจากผลการวิจัยก่อนหน้านี้ โดยใช้ความสามารถในการขนส่งอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นของ GaInAsSb ในบทความนี้ ชั้นดูดซับที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมประกอบด้วย GaInAsSb ที่ถูกเจืออย่างหนักที่ 100 นาโนเมตร และ GaInAsSb ที่ไม่ได้เจือที่ 20 นาโนเมตร ชั้น NID ช่วยปรับปรุงการตอบสนองโดยรวม และยังช่วยลดความจุโดยรวมของอุปกรณ์ และปรับปรุงแบนด์วิดท์ UTC-PD ขนาด 64µm2 มีแบนด์วิดท์เป็นศูนย์ที่ 60 GHz กำลังขับ -11 dBm ที่ 100 GHz และกระแสอิ่มตัวที่ 5.5 mA ที่ไบอัสย้อนกลับที่ 3 V แบนด์วิดท์จะเพิ่มขึ้นเป็น 110 GHz
6. อินโนไลท์ได้สร้างแบบจำลองการตอบสนองความถี่ของเครื่องตรวจจับแสงเจอร์เมเนียมซิลิคอนขึ้น โดยพิจารณาจากการเจือปนอุปกรณ์ การกระจายสนามไฟฟ้า และเวลาถ่ายโอนคลื่นพาหะที่สร้างจากแสงอย่างครบถ้วน เนื่องจากความต้องการกำลังไฟฟ้าเข้าสูงและแบนด์วิดท์สูงในการใช้งานหลายประเภท กำลังไฟฟ้าแสงเข้าสูงจะทำให้แบนด์วิดท์ลดลง แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการลดความเข้มข้นของคลื่นพาหะในเจอร์เมเนียมโดยการออกแบบโครงสร้าง
7. มหาวิทยาลัย Tsinghua ได้ออกแบบ UTC-PD สามประเภท ได้แก่ (1) โครงสร้างเลเยอร์ดริฟต์คู่แบนด์วิดท์ 100GHz (DDL) ที่มีพลังงานอิ่มตัวสูง UTC-PD (2) โครงสร้างเลเยอร์ดริฟต์คู่แบนด์วิดท์ 100GHz (DCL) ที่มี UTC-PD ตอบสนองสูง (3) MUTC-PD แบนด์วิดท์ 230 GHZ ที่มีพลังงานอิ่มตัวสูง สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน พลังงานอิ่มตัวสูง แบนด์วิดท์สูง และการตอบสนองสูงอาจเป็นประโยชน์ในอนาคตเมื่อเข้าสู่ยุค 200G
เวลาโพสต์: 19 ส.ค. 2567