Fotodetector OFC2024

Oggi diamo un'occhiata all'OFC2024fotorilevatori, che includono principalmente GeSi PD/APD, InP SOA-PD e UTC-PD.

1. UCDAVIS realizza un debole Fabry-Perot risonante non simmetrico a 1315,5 nmfotodiodoCon una capacità molto bassa, stimata in 0,08 fF. Quando la polarizzazione è -1 V (-2 V), la corrente di buio è di 0,72 nA (3,40 nA) e la velocità di risposta è di 0,93 a/W (0,96 a/W). La potenza ottica saturata è di 2 mW (3 mW). Può supportare esperimenti con dati ad alta velocità a 38 GHz.
Il diagramma seguente mostra la struttura dell'AFP PD, che consiste in una guida d'onda accoppiata Ge-on-Fotodiodo al silicioCon una guida d'onda SOI-Ge anteriore che raggiunge un accoppiamento di modo corrispondente > 90% con una riflettività < 10%. Il retro è un riflettore Bragg distribuito (DBR) con una riflettività > 95%. Grazie al design ottimizzato della cavità (condizione di adattamento di fase di andata e ritorno), la riflessione e la trasmissione del risonatore AFP possono essere eliminate, con un conseguente assorbimento del rivelatore Ge prossimo al 100%. Su tutta la larghezza di banda di 20 nm della lunghezza d'onda centrale, R + T < 2% (-17 dB). La larghezza del Ge è di 0,6 µm e la capacità è stimata in 0,08 fF.

2, l'Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong ha prodotto un silicio germaniofotodiodo a valanga, larghezza di banda >67 GHz, guadagno >6,6. Il SACMFotodiodo APDLa struttura della giunzione pipina trasversale è fabbricata su una piattaforma ottica al silicio. Il germanio intrinseco (i-Ge) e il silicio intrinseco (i-Si) fungono rispettivamente da strato di assorbimento della luce e da strato di raddoppio elettronico. La regione i-Ge, con una lunghezza di 14 µm, garantisce un adeguato assorbimento della luce a 1550 nm. Le piccole regioni i-Ge e i-Si favoriscono l'aumento della densità di fotocorrente e l'espansione della larghezza di banda in presenza di un'elevata tensione di polarizzazione. La mappa dell'occhio APD è stata misurata a -10,6 V. Con una potenza ottica in ingresso di -14 dBm, la mappa dell'occhio dei segnali OOK a 50 Gb/s e 64 Gb/s è mostrata di seguito, e il rapporto segnale/rumore misurato è rispettivamente di 17,8 e 13,2 dB.

3. Le strutture della linea pilota BiCMOS da 8 pollici dell'IHP mostrano un germanioFotodiodo PDCon una larghezza delle alette di circa 100 nm, che può generare il campo elettrico più elevato e il tempo di deriva del fotoportatore più breve. Il PD Ge ha una larghezza di banda OE di 265 GHz a 2 V e 1,0 mA di fotocorrente continua. Il flusso di processo è mostrato di seguito. La caratteristica principale è l'abbandono del tradizionale impianto ionico misto SI e l'adozione dello schema di attacco chimico per crescita per evitare l'influenza dell'impianto ionico sul germanio. La corrente di buio è di 100 nA, R = 0,45 A/W.
4, HHI presenta InP SOA-PD, composto da SSC, MQW-SOA e fotodiodo ad alta velocità. Per la banda O, PD ha una reattività A di 0,57 A/W con meno di 1 dB PDL, mentre SOA-PD ha una reattività di 24 A/W con meno di 1 dB PDL. La larghezza di banda dei due è di circa 60 GHz e la differenza di 1 GHz può essere attribuita alla frequenza di risonanza di SOA. Non è stato osservato alcun effetto di pattern nell'immagine oculare reale. SOA-PD riduce la potenza ottica richiesta di circa 13 dB a 56 GBaud.

5. ETH implementa un UTC-PD GaInAsSb/InP migliorato di Tipo II, con una larghezza di banda di 60 GHz a polarizzazione zero e un'elevata potenza di uscita di -11 dBm a 100 GHz. Questo risultato è un proseguimento dei risultati precedenti, utilizzando le capacità di trasporto elettronico migliorate del GaInAsSb. In questo articolo, gli strati di assorbimento ottimizzati includono un GaInAsSb fortemente drogato di 100 nm e un GaInAsSb non drogato di 20 nm. Lo strato NID contribuisce a migliorare la reattività complessiva e contribuisce anche a ridurre la capacità complessiva del dispositivo, migliorando la larghezza di banda. L'UTC-PD da 64 µm² ha una larghezza di banda a polarizzazione zero di 60 GHz, una potenza di uscita di -11 dBm a 100 GHz e una corrente di saturazione di 5,5 mA. Con una polarizzazione inversa di 3 V, la larghezza di banda aumenta a 110 GHz.

6. Innolight ha definito il modello di risposta in frequenza del fotorivelatore al germanio-silicio considerando attentamente il drogaggio del dispositivo, la distribuzione del campo elettrico e il tempo di trasferimento dei portatori fotogenerati. Data la necessità di un'elevata potenza di ingresso e di un'elevata larghezza di banda in molte applicazioni, un elevato input di potenza ottica causerà una riduzione della larghezza di banda; la migliore pratica consiste nel ridurre la concentrazione di portatori nel germanio mediante progettazione strutturale.

7, l'Università di Tsinghua ha progettato tre tipi di UTC-PD, (1) struttura a doppio strato di deriva (DDL) con larghezza di banda di 100 GHz e elevata potenza di saturazione UTC-PD, (2) struttura a doppio strato di deriva (DCL) con larghezza di banda di 100 GHz e elevata reattività UTC-PD, (3) larghezza di banda di 230 GHZ MUTC-PD con elevata potenza di saturazione. Per diversi scenari applicativi, elevata potenza di saturazione, elevata larghezza di banda e elevata reattività potrebbero essere utili in futuro quando si entrerà nell'era 200G.