OFC2024 ფოტოდეტექტორები

დღეს მოდით გადავხედოთ OFC2024-სფოტოდეტექტორები, რომლებიც ძირითადად მოიცავს GeSi PD/APD-ს, InP SOA-PD-ს და UTC-PD-ს.

1. UCDAVIS ახორციელებს სუსტ რეზონანსულ 1315.5 ნმ არასიმეტრიულ ფაბრი-პეროსფოტოდეტექტორიძალიან მცირე ტევადობით, რომელიც დაახლოებით 0.08fF-ია. როდესაც გადახრა -1V (-2V)-ია, ბნელი დენი არის 0.72 nA (3.40 nA) და რეაგირების სიხშირე 0.93a/W (0.96a/W). გაჯერებული ოპტიკური სიმძლავრეა 2 mW (3 mW). მას შეუძლია 38 GHz სიხშირის მაღალსიჩქარიანი მონაცემთა ექსპერიმენტების მხარდაჭერა.
შემდეგი დიაგრამა გვიჩვენებს AFP PD-ის სტრუქტურას, რომელიც შედგება Ge-on-თან დაკავშირებული ტალღგამტარისგან.Si ფოტოდეტექტორიწინა SOI-Ge ტალღგამტარით, რომელიც აღწევს > 90%-იან რეჟიმის შესაბამისობის შეერთებას <10%-იანი არეკვლის კოეფიციენტით. უკანა მხარეს არის განაწილებული ბრაგის რეფლექტორი (DBR) >95%-იანი არეკვლის კოეფიციენტით. ოპტიმიზებული ღრუს დიზაინის (წრიული ფაზის შესაბამისობის პირობა) მეშვეობით, AFP რეზონატორის არეკვლისა და გადაცემის აღმოფხვრა შესაძლებელია, რაც იწვევს Ge დეტექტორის შთანთქმას თითქმის 100%-მდე. ცენტრალური ტალღის სიგრძის მთელ 20 ნმ-იან გამტარ ზოლზე, R+T <2% (-17 დბ). Ge სიგანე არის 0.6µm და ტევადობა შეფასებულია, როგორც 0.08fF.

2, ჰუაჟონგის მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უნივერსიტეტმა სილიციუმის გერმანიუმი წარმოადგინაზვავის ფოტოდიოდი, გამტარობა >67 გჰც, გაძლიერება >6.6. SACMAPD ფოტოდეტექტორიგანივი პიპინური შეერთების სტრუქტურა აგებულია სილიკონის ოპტიკურ პლატფორმაზე. შინაგანი გერმანიუმი (i-Ge) და შინაგანი სილიციუმი (i-Si) შესაბამისად სინათლის შთამნთქმელი და ელექტრონების გაორმაგებული ფენების როლს ასრულებენ. 14 µm სიგრძის i-Ge რეგიონი უზრუნველყოფს სინათლის ადეკვატურ შთანთქმას 1550 ნმ-ზე. მცირე ზომის i-Ge და i-Si რეგიონები ხელს უწყობენ ფოტოდენის სიმკვრივის გაზრდას და გამტარობის გაფართოებას მაღალი გადახრის ძაბვის ქვეშ. APD თვალის რუკა გაიზომა -10.6 ვოლტზე. -14 დბმ შეყვანის ოპტიკური სიმძლავრით, 50 გბ/წმ და 64 გბ/წმ OOK სიგნალების თვალის რუკა ნაჩვენებია ქვემოთ, ხოლო გაზომილი SNR არის 17.8 და 13.2 დბ, შესაბამისად.

3. IHP 8 დიუმიანი BiCMOS საპილოტე ხაზის ობიექტები აჩვენებს გერმანიუმსPD ფოტოდეტექტორიდაახლოებით 100 ნმ ფარფლის სიგანით, რომელსაც შეუძლია ყველაზე მაღალი ელექტრული ველის და ფოტომატარებლის დრიფტის უმოკლესი დროის გენერირება. Ge PD-ს აქვს OE გამტარობა 265 GHz@2V@ 1.0mA DC ფოტოდენით. პროცესის მიმდინარეობა ნაჩვენებია ქვემოთ. ყველაზე დიდი მახასიათებელი ის არის, რომ ტრადიციული SI შერეული იონების იმპლანტაცია მიტოვებულია და გამოყენებულია ზრდის გრავირების სქემა, რათა თავიდან იქნას აცილებული იონების იმპლანტაციის გავლენა გერმანიუმზე. ბნელი დენი არის 100nA, R = 0.45A/W.
4, HHI წარმოგვიდგენს InP SOA-PD-ს, რომელიც შედგება SSC-სგან, MQW-SOA-სგან და მაღალსიჩქარიანი ფოტოდეტექტორისგან. O-დიაპაზონისთვის, PD-ს აქვს 0.57 ა/ვტ მგრძნობელობა 1 დბ-ზე ნაკლები PDL-ით, ხოლო SOA-PD-ს აქვს 24 ა/ვტ მგრძნობელობა 1 დბ-ზე ნაკლები PDL-ით. ორივეს გამტარობაა ~60 გჰც, ხოლო 1 გჰც-ის სხვაობა შეიძლება მივაწეროთ SOA-ს რეზონანსულ სიხშირეს. რეალურ თვალის გამოსახულებაში ნიმუშის ეფექტი არ დაფიქსირებულა. SOA-PD ამცირებს საჭირო ოპტიკურ სიმძლავრეს დაახლოებით 13 დბ-ით 56 გბაუდზე.

5. ETH იყენებს II ტიპის გაუმჯობესებულ GaInAsSb/InP UTC-PD-ს, 60 გჰც სიხშირის გამტარობით ნულოვანი მიკერძოებით და -11 დბმ მაღალი გამომავალი სიმძლავრით 100 გჰც სიხშირეზე. წინა შედეგების გაგრძელება, GaInAsSb-ის გაუმჯობესებული ელექტრონების ტრანსპორტირების შესაძლებლობების გამოყენებით. ამ ნაშრომში, ოპტიმიზირებული შთანთქმის ფენები მოიცავს ძლიერ დოპირებულ 100 ნმ GaInAsSb-ს და 20 ნმ არადოპირებულ GaInAsSb-ს. NID ფენა ხელს უწყობს საერთო რეაგირების გაუმჯობესებას და ასევე ხელს უწყობს მოწყობილობის საერთო ტევადობის შემცირებას და გამტარობის გაუმჯობესებას. 64µm2 UTC-PD-ს აქვს 60 გჰც ნულოვანი მიკერძოების გამტარობა, -11 დბმ გამომავალი სიმძლავრე 100 გჰც სიხშირეზე და 5.5 mA გაჯერების დენი. 3 ვ უკუ მიკერძოებისას, გამტარობა იზრდება 110 გჰც-მდე.

6. Innolight-მა შექმნა გერმანიუმის სილიციუმის ფოტოდეტექტორის სიხშირული რეაქციის მოდელი მოწყობილობის დოპირების, ელექტრული ველის განაწილების და ფოტოგენერირებული მატარებლის გადაცემის დროის სრულად გათვალისწინების საფუძველზე. მრავალ გამოყენებაში დიდი შემავალი სიმძლავრისა და მაღალი გამტარუნარიანობის საჭიროების გამო, დიდი შემავალი ოპტიკური სიმძლავრე გამოიწვევს გამტარუნარიანობის შემცირებას, საუკეთესო პრაქტიკაა გერმანიუმში მატარებლების კონცენტრაციის შემცირება სტრუქტურული დიზაინით.

7, ცინგჰუას უნივერსიტეტმა შექმნა UTC-PD-ის სამი ტიპი: (1) 100 გჰც სიხშირის ორმაგი დრიფტის ფენის (DDL) სტრუქტურა მაღალი გაჯერების სიმძლავრით UTC-PD, (2) 100 გჰც სიხშირის ორმაგი დრიფტის ფენის (DCL) სტრუქტურა მაღალი რეაგირებით UTC-PD, (3) 230 გჰც სიხშირის MUTC-PD მაღალი გაჯერების სიმძლავრით. სხვადასხვა გამოყენების სცენარისთვის, მაღალი გაჯერების სიმძლავრე, მაღალი გამტარობა და მაღალი რეაგირება შეიძლება სასარგებლო იყოს მომავალში, 200G ერაში შესვლისას.