OFC2024-Fotodetektoren

Werfen wir heute einen Blick auf OFC2024Fotodetektoren, zu denen hauptsächlich GeSi PD/APD, InP SOA-PD und UTC-PD gehören.

1. UCDAVIS realisiert einen schwach resonanten, nicht symmetrischen Fabry-Perot mit 1315,5 nmFotodetektormit sehr kleiner Kapazität, geschätzt 0,08 fF. Wenn die Vorspannung -1 V (-2 V) beträgt, beträgt der Dunkelstrom 0,72 nA (3,40 nA) und die Ansprechrate beträgt 0,93 a/W (0,96 a/W). Die gesättigte optische Leistung beträgt 2 mW (3 mW). Es kann 38-GHz-Hochgeschwindigkeits-Datenexperimente unterstützen.
Das folgende Diagramm zeigt die Struktur des AFP PD, das aus einem wellenleitergekoppelten Ge-on-Si-Fotodetektormit einem vorderen SOI-Ge-Wellenleiter, der eine Modenanpassungskopplung von > 90 % mit einem Reflexionsvermögen von < 10 % erreicht. Die Rückseite ist ein verteilter Bragg-Reflektor (DBR) mit einem Reflexionsgrad von >95 %. Durch das optimierte Hohlraumdesign (Round-Trip-Phasenanpassungsbedingung) können die Reflexion und Transmission des AFP-Resonators eliminiert werden, was zu einer Absorption des Ge-Detektors von nahezu 100 % führt. Über die gesamte 20-nm-Bandbreite der Zentralwellenlänge beträgt R+T <2 % (-17 dB). Die Ge-Breite beträgt 0,6 µm und die Kapazität wird auf 0,08 fF geschätzt.

2, Huazhong Universität für Wissenschaft und Technologie produzierte ein SiliziumgermaniumLawinenfotodiode, Bandbreite >67 GHz, Verstärkung >6,6. Das SACMAPD-FotodetektorDie Struktur des transversalen Pipin-Übergangs wird auf einer optischen Siliziumplattform hergestellt. Als lichtabsorbierende Schicht bzw. Elektronenverdopplungsschicht dienen intrinsisches Germanium (i-Ge) und intrinsisches Silizium (i-Si). Der i-Ge-Bereich mit einer Länge von 14 µm garantiert eine ausreichende Lichtabsorption bei 1550 nm. Die kleinen i-Ge- und i-Si-Bereiche tragen dazu bei, die Photostromdichte zu erhöhen und die Bandbreite unter hoher Vorspannung zu erweitern. Die APD-Augenkarte wurde bei -10,6 V gemessen. Bei einer optischen Eingangsleistung von -14 dBm ist die Augenkarte der 50-Gbit/s- und 64-Gbit/s-OOK-Signale unten dargestellt, und das gemessene SNR beträgt 17,8 und 13,2 dB , jeweils.

3. IHP 8-Zoll-BiCMOS-Pilotlinienanlagen zeigen ein GermaniumPD-Fotodetektormit einer Rippenbreite von etwa 100 nm, die das stärkste elektrische Feld und die kürzeste Driftzeit des Fototrägers erzeugen kann. Ge PD hat eine OE-Bandbreite von 265 GHz bei 2 V bei 1,0 mA DC-Fotostrom. Der Prozessablauf ist unten dargestellt. Das größte Merkmal besteht darin, dass die traditionelle SI-Mischionenimplantation aufgegeben und das Wachstumsätzschema übernommen wird, um den Einfluss der Ionenimplantation auf Germanium zu vermeiden. Der Dunkelstrom beträgt 100 nA, R = 0,45 A /W.
4 präsentiert HHI InP SOA-PD, bestehend aus SSC, MQW-SOA und Hochgeschwindigkeits-Fotodetektor. Für das O-Band. PD hat eine A-Reaktionsfähigkeit von 0,57 A/W mit weniger als 1 dB PDL, während SOA-PD eine Reaktionsfähigkeit von 24 A/W mit weniger als 1 dB PDL hat. Die Bandbreite der beiden beträgt ~60 GHz, und der Unterschied von 1 GHz kann auf die Resonanzfrequenz des SOA zurückgeführt werden. Im tatsächlichen Augenbild war kein Mustereffekt zu erkennen. Das SOA-PD reduziert die benötigte optische Leistung um ca. 13 dB bei 56 GBaud.

5. ETH implementiert verbessertes GaInAsSb/InP UTC-PD vom Typ II mit einer Bandbreite von 60 GHz bei Nullvorspannung und einer hohen Ausgangsleistung von -11 dBM bei 100 GHz. Fortsetzung der vorherigen Ergebnisse unter Nutzung der verbesserten Elektronentransportfähigkeiten von GaInAsSb. In dieser Arbeit umfassen die optimierten Absorptionsschichten ein stark dotiertes GaInAsSb von 100 nm und ein undotiertes GaInAsSb von 20 nm. Die NID-Schicht trägt dazu bei, die allgemeine Reaktionsfähigkeit zu verbessern und trägt außerdem dazu bei, die Gesamtkapazität des Geräts zu reduzieren und die Bandbreite zu verbessern. Der 64 µm2 große UTC-PD hat eine Null-Bias-Bandbreite von 60 GHz, eine Ausgangsleistung von -11 dBm bei 100 GHz und einen Sättigungsstrom von 5,5 mA. Bei einer Sperrspannung von 3 V erhöht sich die Bandbreite auf 110 GHz.

6. Innolight hat das Frequenzgangmodell des Germanium-Silizium-Fotodetektors auf der Grundlage vollständiger Berücksichtigung der Gerätedotierung, der elektrischen Feldverteilung und der Übertragungszeit fotogenerierter Träger erstellt. Da in vielen Anwendungen eine große Eingangsleistung und eine hohe Bandbreite erforderlich sind, führt eine große optische Eingangsleistung zu einer Verringerung der Bandbreite. Die beste Vorgehensweise besteht darin, die Trägerkonzentration im Germanium durch strukturelles Design zu reduzieren.

7, Tsinghua University entwarf drei Arten von UTC-PD: (1) 100 GHz Bandbreite Double Drift Layer (DDL) Struktur mit hoher Sättigungsleistung UTC-PD, (2) 100 GHz Bandbreite Double Drift Layer (DCL) Struktur mit hoher Reaktionsfähigkeit UTC-PD , (3) MUTC-PD mit 230 GHz Bandbreite und hoher Sättigungsleistung. Für verschiedene Anwendungsszenarien können hohe Sättigungsleistung, hohe Bandbreite und hohe Reaktionsfähigkeit in Zukunft beim Eintritt in die 200G-Ära nützlich sein.