fotodetectores OFC2024

Hoy vamos a echar un vistazo a OFC2024.fotodetectores, que incluyen principalmente GeSi PD/APD, InP SOA-PD y UTC-PD.

1. UCDAVIS implementa un Fabry-Perot no simétrico de resonancia débil a 1315,5 nm.fotodetectorCon una capacitancia muy pequeña, estimada en 0,08 fF, cuando la polarización es de -1 V (-2 V), la corriente oscura es de 0,72 nA (3,40 nA) y la tasa de respuesta es de 0,93 a/W (0,96 a/W). La potencia óptica de saturación es de 2 mW (3 mW). Permite realizar experimentos de datos de alta velocidad a 38 GHz.
El siguiente diagrama muestra la estructura del fotodetector AFP, que consiste en una guía de ondas acoplada a Ge-on-fotodetector de silicioCon una guía de onda frontal SOI-Ge que logra un acoplamiento de modo superior al 90% con una reflectividad inferior al 10%. La parte posterior es un reflector de Bragg distribuido (DBR) con una reflectividad superior al 95%. Gracias al diseño optimizado de la cavidad (condición de acoplamiento de fase de ida y vuelta), se eliminan la reflexión y la transmisión del resonador AFP, lo que resulta en una absorción del detector de Ge cercana al 100%. En todo el ancho de banda de 20 nm de la longitud de onda central, R+T es inferior al 2% (-17 dB). El ancho del Ge es de 0,6 µm y la capacitancia se estima en 0,08 fF.

2. La Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong produjo un silicio-germanio.fotodiodo de avalancha, ancho de banda >67 GHz, ganancia >6,6. El SACMfotodetector APDLa estructura de la unión pipin transversal se fabrica sobre una plataforma óptica de silicio. El germanio intrínseco (i-Ge) y el silicio intrínseco (i-Si) actúan como capa absorbente de luz y capa duplicadora de electrones, respectivamente. La región de i-Ge, con una longitud de 14 µm, garantiza una absorción de luz adecuada a 1550 nm. Las pequeñas regiones de i-Ge e i-Si favorecen el aumento de la densidad de fotocorriente y la ampliación del ancho de banda bajo una alta tensión de polarización. El diagrama de ojo del fotodiodo de avalancha (APD) se midió a -10,6 V. Con una potencia óptica de entrada de -14 dBm, el diagrama de ojo de las señales OOK de 50 Gb/s y 64 Gb/s se muestra a continuación, y la relación señal/ruido (SNR) medida es de 17,8 y 13,2 dB, respectivamente.

3. Las instalaciones de la línea piloto BiCMOS de 8 pulgadas de IHP muestran un germaniofotodetector PDCon un ancho de aleta de aproximadamente 100 nm, se genera el campo eléctrico más intenso y el menor tiempo de deriva de fotoportadores. El fotodetector de germanio (Ge PD) presenta un ancho de banda de emisión óptica (OE) de 265 GHz a 2 V y 1,0 mA de corriente continua. El flujo del proceso se muestra a continuación. La principal novedad radica en que se abandona la implantación iónica mixta tradicional (SI) y se adopta el esquema de grabado por crecimiento para evitar la influencia de la implantación iónica en el germanio. La corriente oscura es de 100 nA y R = 0,45 A/W.
En la sección 4, HHI presenta el fotodetector SOA-PD de InP, compuesto por un concentrador semiconductor de superficie (SSC), un SOA de pozo cuántico múltiple (MQW-SOA) y un fotodetector de alta velocidad. Para la banda O, el fotodetector tiene una sensibilidad de 0,57 A/W con una pérdida de detección de potencia (PDL) inferior a 1 dB, mientras que el SOA-PD tiene una sensibilidad de 24 A/W con la misma PDL. El ancho de banda de ambos es de aproximadamente 60 GHz, y la diferencia de 1 GHz se atribuye a la frecuencia de resonancia del SOA. No se observó ningún efecto de patrón en la imagen ocular real. El SOA-PD reduce la potencia óptica requerida en aproximadamente 13 dB a 56 GBaud.

5. ETH implementa un fotodetector UTC-PD de GaInAsSb/InP de tipo II mejorado, con un ancho de banda de 60 GHz a polarización cero y una alta potencia de salida de -11 dBm a 100 GHz. Se trata de una continuación de los resultados anteriores, aprovechando las capacidades de transporte de electrones mejoradas del GaInAsSb. En este trabajo, las capas de absorción optimizadas incluyen una capa de GaInAsSb altamente dopada de 100 nm y una capa de GaInAsSb no dopada de 20 nm. La capa NID contribuye a mejorar la respuesta general, a reducir la capacitancia total del dispositivo y a aumentar el ancho de banda. El fotodetector UTC-PD de 64 µm² presenta un ancho de banda de 60 GHz a polarización cero, una potencia de salida de -11 dBm a 100 GHz y una corriente de saturación de 5,5 mA. Con una polarización inversa de 3 V, el ancho de banda aumenta a 110 GHz.

6. Innolight estableció el modelo de respuesta en frecuencia del fotodetector de germanio-silicio considerando exhaustivamente el dopaje del dispositivo, la distribución del campo eléctrico y el tiempo de transferencia de los portadores fotogenerados. Debido a la necesidad de una alta potencia de entrada y un ancho de banda elevado en muchas aplicaciones, una alta potencia óptica de entrada provoca una disminución del ancho de banda. Por ello, la mejor práctica consiste en reducir la concentración de portadores en el germanio mediante el diseño estructural.

7. La Universidad de Tsinghua diseñó tres tipos de UTC-PD: (1) UTC-PD con estructura de doble capa de deriva (DDL) de 100 GHz de ancho de banda y alta potencia de saturación, (2) UTC-PD con estructura de doble capa de deriva (DCL) de 100 GHz de ancho de banda y alta capacidad de respuesta, (3) UTC-PD con MUTC de 230 GHz de ancho de banda y alta potencia de saturación. Para diferentes escenarios de aplicación, la alta potencia de saturación, el alto ancho de banda y la alta capacidad de respuesta pueden ser útiles en el futuro al entrar en la era de los 200G.