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 realiza una resonancia débil de Fabry-Perot no simétrica de 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 a alta velocidad de 38 GHz.
El siguiente diagrama muestra la estructura del AFP PD, 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 coincidencia de modo > 90% con una reflectividad <10%. La parte posterior es un reflector de Bragg distribuido (DBR) con una reflectividad >95%. Mediante el diseño optimizado de la cavidad (condición de coincidencia de fase de ida y vuelta), se pueden eliminar 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 <2% (-17 dB). El ancho de 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 de pipin transversal se fabrica en una plataforma óptica de silicio. El germanio intrínseco (i-Ge) y el silicio intrínseco (i-Si) sirven como capa absorbente de luz y capa de duplicación 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 son propicias para aumentar la densidad de fotocorriente y expandir el ancho de banda bajo un alto voltaje de polarización. El diagrama de ojo del 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 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, que puede generar el campo eléctrico más alto y el tiempo de deriva de fotoportadores más corto. El fotodiodo de germanio tiene un ancho de banda OE de 265 GHz a 2 V y 1,0 mA de fotocorriente continua. El flujo del proceso se muestra a continuación. La característica más importante es que se abandona la implantación iónica mixta SI tradicional y se adopta el esquema de grabado de crecimiento para evitar la influencia de la implantación iónica en el germanio. La corriente oscura es de 100 nA, R = 0,45 A/W.
4. HHI presenta el InP SOA-PD, que consta de SSC, MQW-SOA y un fotodetector de alta velocidad. Para la banda O, el PD tiene una responsividad de 0,57 A/W con menos de 1 dB PDL, mientras que el SOA-PD tiene una responsividad de 24 A/W con menos de 1 dB PDL. El ancho de banda de ambos es de aproximadamente 60 GHz, y la diferencia de 1 GHz puede atribuirse a la frecuencia de resonancia del SOA. No se observó ningún efecto de patrón en la imagen real del ojo. El SOA-PD reduce la potencia óptica requerida en aproximadamente 13 dB a 56 GBaud.

5. ETH implementa un UTC-PD GaInAsSb/InP mejorado de tipo II, con un ancho de banda de 60 GHz a polarización cero y una alta potencia de salida de -11 dBm a 100 GHz. Continuación de los resultados anteriores, utilizando las capacidades mejoradas de transporte de electrones de GaInAsSb. En este artículo, las capas de absorción optimizadas incluyen un GaInAsSb fuertemente dopado de 100 nm y un GaInAsSb sin dopar de 20 nm. La capa NID ayuda a mejorar la respuesta general y también ayuda a reducir la capacitancia general del dispositivo y mejorar el ancho de banda. El UTC-PD de 64 µm2 tiene un ancho de banda de polarización cero de 60 GHz, 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 completamente el dopaje del dispositivo, la distribución del campo eléctrico y el tiempo de transferencia de portadores fotogenerados. Debido a la necesidad de una gran potencia de entrada y un ancho de banda elevado en muchas aplicaciones, una gran potencia óptica de entrada provocará una disminución del ancho de banda; por lo tanto, la mejor práctica es 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) MUTC-PD de 230 GHz de ancho de banda con 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 200G.