วันนี้มาดู OFC2024 กันเครื่องตรวจจับแสงซึ่งรวมถึง GeSi PD/APD, InP SOA-PD และ UTC-PD เป็นหลัก
1. UCDAVIS สร้างคลื่น Fabry-Perot แบบไม่สมมาตรที่มีความถี่เรโซแนนซ์ต่ำที่ 1315.5 นาโนเมตรเครื่องตรวจจับภาพด้วยความจุที่น้อยมาก โดยประมาณไว้ที่ 0.08fF เมื่อไบอัสอยู่ที่ -1V (-2V) กระแสมืดคือ 0.72 nA (3.40 nA) และอัตราการตอบสนองคือ 0.93a /W (0.96a /W) กำลังออปติคัลอิ่มตัวคือ 2 mW (3 mW) สามารถรองรับการทดลองข้อมูลความเร็วสูง 38 GHz
แผนภาพต่อไปนี้แสดงโครงสร้างของ AFP PD ซึ่งประกอบด้วยท่อนำคลื่นที่เชื่อมต่อ Ge-on-เครื่องตรวจจับภาพ Siโดยมีท่อนำคลื่น SOI-Ge ด้านหน้าที่สามารถจับคู่โหมดได้ > 90% โดยมีค่าการสะท้อนแสง <10% ส่วนด้านหลังเป็นแผ่นสะท้อนแสง Bragg แบบกระจาย (DBR) โดยมีค่าการสะท้อนแสง >95% ด้วยการออกแบบโพรงที่เหมาะสมที่สุด (เงื่อนไขการจับคู่เฟสแบบไปกลับ) จึงสามารถขจัดการสะท้อนและการส่งผ่านของตัวสะท้อน AFP ได้ ส่งผลให้ตัวตรวจจับ Ge ดูดซับได้เกือบ 100% ตลอดแบนด์วิดท์ 20 นาโนเมตรของความยาวคลื่นกลาง R+T <2% (-17 dB) ความกว้างของ Ge คือ 0.6µm และค่าความจุโดยประมาณคือ 0.08fF
2. มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีหัวจงผลิตซิลิคอนเจอร์เมเนียมโฟโตไดโอดถล่ม, แบนด์วิดท์ >67 GHz, เกน >6.6 SACMเครื่องตรวจจับภาพ APDโครงสร้างของรอยต่อท่อตามขวางถูกสร้างขึ้นบนแพลตฟอร์มออปติกซิลิกอน เจอร์เมเนียมแท้ (i-Ge) และซิลิกอนแท้ (i-Si) ทำหน้าที่เป็นชั้นดูดกลืนแสงและชั้นเพิ่มอิเล็กตรอนตามลำดับ ภูมิภาค i-Ge ที่มีความยาว 14µm รับประกันการดูดกลืนแสงที่เพียงพอที่ 1550 นาโนเมตร ภูมิภาค i-Ge และ i-Si ขนาดเล็กเอื้อต่อการเพิ่มความหนาแน่นของโฟโตเคอร์เรนต์และการขยายแบนด์วิดท์ภายใต้แรงดันไฟฟ้าไบอัสสูง แผนที่ตา APD วัดได้ที่ -10.6 V ด้วยกำลังแสงอินพุตที่ -14 dBm แผนที่ตาของสัญญาณ OOK 50 Gb/s และ 64 Gb/s จะแสดงด้านล่าง และ SNR ที่วัดได้คือ 17.8 และ 13.2 dB ตามลำดับ
3. ระบบนำร่อง BiCMOS ขนาด 8 นิ้วของ IHP แสดงให้เห็นเจอร์เมเนียมเครื่องตรวจจับภาพ PDด้วยความกว้างของครีบประมาณ 100 นาโนเมตร ซึ่งสามารถสร้างสนามไฟฟ้าสูงสุดและเวลาการดริฟท์ของโฟโตแคริเออร์ที่สั้นที่สุด Ge PD มีแบนด์วิดท์ OE ที่ 265 GHz@2V@ 1.0mA DC โฟโตเคอร์เรนต์ กระบวนการไหลแสดงด้านล่าง คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดคือการละทิ้งการฝังไอออนแบบผสม SI แบบดั้งเดิม และใช้รูปแบบการกัดการเจริญเติบโตเพื่อหลีกเลี่ยงอิทธิพลของการฝังไอออนบนเจอร์เมเนียม กระแสมืดคือ 100nA,R = 0.45A /W
4. HHI นำเสนอ InP SOA-PD ซึ่งประกอบด้วย SSC, MQW-SOA และเครื่องตรวจจับภาพความเร็วสูง สำหรับ O-band PD มีการตอบสนอง A ที่ 0.57 A/W โดยมี PDL น้อยกว่า 1 dB ในขณะที่ SOA-PD มีการตอบสนอง 24 A/W โดยมี PDL น้อยกว่า 1 dB แบนด์วิดท์ของทั้งสองคือ ~60GHz และความแตกต่าง 1 GHz สามารถนำมาประกอบกับความถี่เรโซแนนซ์ของ SOA ได้ ไม่พบเอฟเฟกต์รูปแบบในภาพตาจริง SOA-PD ลดกำลังแสงที่จำเป็นลงประมาณ 13 dB ที่ 56 GBaud
5. ETH ใช้ GaInAsSb/InP UTC-PD ประเภท II ที่ได้รับการปรับปรุง โดยมีแบนด์วิดท์ 60GHz@ ไบอัสเป็นศูนย์ และกำลังส่งออกสูง -11 DBM ที่ 100GHz ต่อเนื่องจากผลลัพธ์ก่อนหน้านี้ โดยใช้ความสามารถในการขนส่งอิเล็กตรอนที่ปรับปรุงของ GaInAsSb ในเอกสารฉบับนี้ ชั้นการดูดซับที่ปรับให้เหมาะสมประกอบด้วย GaInAsSb ที่มีการเจือปนอย่างหนักที่ 100 นาโนเมตร และ GaInAsSb ที่ไม่ได้เจือปนที่ 20 นาโนเมตร ชั้น NID ช่วยปรับปรุงการตอบสนองโดยรวม และยังช่วยลดความจุโดยรวมของอุปกรณ์และปรับปรุงแบนด์วิดท์อีกด้วย UTC-PD ขนาด 64µm2 มีแบนด์วิดท์ไบอัสเป็นศูนย์ที่ 60 GHz กำลังส่งออก -11 dBm ที่ 100 GHz และกระแสอิ่มตัวที่ 5.5 mA ที่ไบอัสย้อนกลับที่ 3 V แบนด์วิดท์จะเพิ่มขึ้นเป็น 110 GHz
6. Innolight ได้สร้างแบบจำลองการตอบสนองความถี่ของเครื่องตรวจจับภาพซิลิคอนเจอร์เมเนียมโดยพิจารณาจากการเจือปนอุปกรณ์ การกระจายสนามไฟฟ้า และเวลาถ่ายโอนข้อมูลพาหะที่สร้างจากแสงอย่างครบถ้วน เนื่องจากต้องใช้พลังงานอินพุตขนาดใหญ่และแบนด์วิดท์สูงในแอปพลิเคชันจำนวนมาก พลังงานอินพุตออปติคอลขนาดใหญ่จะทำให้แบนด์วิดท์ลดลง แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดคือการลดความเข้มข้นของพาหะในเจอร์เมเนียมด้วยการออกแบบโครงสร้าง
7. มหาวิทยาลัย Tsinghua ได้ออกแบบ UTC-PD สามประเภท (1) โครงสร้างเลเยอร์ดริฟต์คู่แบนด์วิดท์ 100GHz (DDL) ที่มีพลังงานอิ่มตัวสูง UTC-PD (2) โครงสร้างเลเยอร์ดริฟต์คู่แบนด์วิดท์ 100GHz (DCL) ที่มีการตอบสนองสูง UTC-PD (3) MUTC-PD แบนด์วิดท์ 230 GHZ ที่มีพลังงานอิ่มตัวสูง สำหรับสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน พลังงานอิ่มตัวสูง แบนด์วิดท์สูง และการตอบสนองสูงอาจเป็นประโยชน์ในอนาคตเมื่อเข้าสู่ยุค 200G
เวลาโพสต์ : 19 ส.ค. 2567