OFC2024 광검출기

오늘은 OFC2024를 살펴보겠습니다.광검출기주요 구성 요소로는 GeSi PD/APD, InP SOA-PD 및 UTC-PD가 있습니다.

1. UCDAVIS는 약한 공진을 갖는 1315.5nm 비대칭 Fabry-Perot 소자를 구현합니다.광검출기매우 작은 정전 용량(약 0.08fF)을 가지며, 바이어스 전압이 -1V(-2V)일 때 암전류는 0.72nA(3.40nA)이고 응답 속도는 0.93a/W(0.96a/W)입니다. 포화 광 출력은 2mW(3mW)이며, 38GHz 고속 데이터 실험을 지원할 수 있습니다.
다음 그림은 도파관 결합 Ge-on-으로 구성된 AFP PD의 구조를 보여줍니다.실리콘 광검출기전면에는 90% 이상의 모드 정합 결합률과 10% 미만의 반사율을 달성하는 SOI-Ge 도파관이 있습니다. 후면에는 95% 이상의 반사율을 갖는 분산 브래그 반사기(DBR)가 있습니다. 최적화된 공진기 설계(왕복 위상 정합 조건)를 통해 AFP 공진기의 반사 및 투과를 제거하여 Ge 검출기의 흡수율을 거의 100%까지 높일 수 있습니다. 중심 파장의 전체 20nm 대역폭에서 R+T는 2% 미만(-17dB)입니다. Ge의 폭은 0.6µm이고 정전 용량은 0.08fF로 추정됩니다.

2. 화중과학기술대학교는 실리콘 게르마늄을 생산했습니다.애벌랜치 포토다이오드대역폭 >67GHz, 이득 >6.6. SACMAPD 광검출기실리콘 광학 플랫폼에 횡방향 파이핑 접합 구조를 제작했습니다. 진성 게르마늄(i-Ge)과 진성 실리콘(i-Si)은 각각 광 흡수층과 전자 배가층으로 사용됩니다. 14µm 길이의 i-Ge 영역은 1550nm 파장에서 충분한 광 흡수를 보장합니다. 작은 i-Ge 및 i-Si 영역은 높은 바이어스 전압에서 광전류 밀도를 증가시키고 대역폭을 확장하는 데 도움이 됩니다. APD 아이맵은 -10.6V에서 측정되었습니다. 입력 광 출력 -14dBm에서 50Gb/s 및 64Gb/s OOK 신호의 아이맵은 아래와 같으며, 측정된 SNR은 각각 17.8dB 및 13.2dB입니다.

3. IHP 8인치 BiCMOS 시범 생산 라인 시설은 게르마늄을 보여줍니다.PD 광검출기약 100nm의 핀 폭을 갖는 이 Ge PD는 최대의 전기장과 최단 광캐리어 드리프트 시간을 생성할 수 있습니다. Ge PD는 2V, 1.0mA DC 광전류에서 265GHz의 OE 대역폭을 갖습니다. 공정 흐름도는 아래와 같습니다. 가장 큰 특징은 기존의 SI 혼합 이온 주입 방식을 버리고 성장 에칭 방식을 채택하여 게르마늄에 대한 이온 주입의 영향을 방지했다는 점입니다. 암전류는 100nA이고, 저항(R)은 0.45A/W입니다.
4. HHI는 SSC, MQW-SOA 및 고속 광검출기로 구성된 InP SOA-PD를 선보였습니다. O 대역에서 PD는 1dB 미만의 PDL에서 0.57A/W의 응답도를 보이는 반면, SOA-PD는 1dB 미만의 PDL에서 24A/W의 응답도를 보였습니다. 두 PD의 대역폭은 약 60GHz이며, 1GHz의 차이는 SOA의 공진 주파수 차이에 기인합니다. 실제 눈 이미지에서는 패턴 효과가 관찰되지 않았습니다. SOA-PD는 56GBaud에서 필요한 광 출력을 약 13dB 감소시킵니다.

5. ETH는 대역폭이 60GHz(제로 바이어스)이고 100GHz에서 -11dBm의 높은 출력 전력을 갖는 Type II 개선형 GaInAsSb/InP UTC-PD를 구현했습니다. 이는 GaInAsSb의 향상된 전자 전송 능력을 활용한 이전 연구 결과의 연장선입니다. 본 논문에서는 최적화된 흡수층에 100nm 두께의 고농도 도핑된 GaInAsSb와 20nm 두께의 비도핑된 GaInAsSb를 포함시켰습니다. NID 층은 전체적인 응답성을 향상시키고 소자의 전체 정전 용량을 감소시켜 대역폭을 개선하는 데 도움을 줍니다. 64µm² 크기의 UTC-PD는 제로 바이어스 대역폭 60GHz, 100GHz에서 -11dBm의 출력 전력, 그리고 5.5mA의 포화 전류를 나타냅니다. 3V의 역방향 바이어스를 가하면 대역폭은 110GHz까지 증가합니다.

6. 이노라이트는 소자 도핑, 전기장 분포 및 광 생성 캐리어 전달 시간을 종합적으로 고려하여 게르마늄 실리콘 광검출기의 주파수 응답 모델을 구축했습니다. 많은 응용 분야에서 높은 입력 전력과 높은 대역폭이 요구되기 때문에, 높은 광 입력 전력은 대역폭 감소를 초래합니다. 따라서 구조 설계를 통해 게르마늄 내 캐리어 농도를 낮추는 것이 최선의 방법입니다.

7. 칭화대학교는 (1) 높은 포화 전력을 갖는 100GHz 대역폭 이중 드리프트 레이어(DDL) 구조의 UTC-PD, (2) 높은 응답성을 갖는 100GHz 대역폭 이중 드리프트 레이어(DCL) 구조의 UTC-PD, (3) 높은 포화 전력을 갖는 230GHz 대역폭 MUTC-PD의 세 가지 유형의 UTC-PD를 설계했습니다. 다양한 응용 시나리오에서 높은 포화 전력, 높은 대역폭 및 높은 응답성은 향후 200G 시대 진입 시 유용할 수 있습니다.