OFC2024光検出器

今日はOFC2024を見ていきましょう光検出器これには主にGeSi PD/APD、InP SOA-PD、およびUTC-PDが含まれます。

1. UCDAVISは、弱い共振を示す1315.5nmの非対称ファブリ・ペロー干渉計を実現した。光検出器静電容量は非常に小さく、推定値は0.08fFです。バイアス電圧が-1V（-2V）の場合、暗電流は0.72nA（3.40nA）、応答速度は0.93a/W（0.96a/W）です。飽和光出力は2mW（3mW）です。38GHzの高速データ実験に対応可能です。
次の図は、導波路結合型Ge-on-Siフォトディテクタ前面には反射率10%未満で90%以上のモード整合結合を実現するSOI-Ge導波路が配置されている。背面には反射率95%以上の分布ブラッグ反射器（DBR）が配置されている。最適化されたキャビティ設計（往復位相整合条件）により、AFP共振器の反射と透過を排除できるため、Ge検出器の吸収率はほぼ100%となる。中心波長の20nm帯域幅全体にわたって、R+Tは2%未満（-17dB）である。Geの幅は0.6µmで、静電容量は0.08fFと推定される。

2. 華中科技大学はシリコンゲルマニウムを製造した。アバランシェフォトダイオード帯域幅 >67 GHz、ゲイン >6.6。SACMAPD光検出器横方向ピピン接合構造はシリコン光プラットフォーム上に作製される。真性ゲルマニウム（i-Ge）と真性シリコン（i-Si）は、それぞれ光吸収層と電子倍増層として機能する。長さ14µmのi-Ge領域は、1550nmで十分な光吸収を保証する。小さなi-Geおよびi-Si領域は、高バイアス電圧下で光電流密度を増加させ、帯域幅を拡大するのに役立つ。APDアイマップは-10.6Vで測定された。入力光パワーが-14dBmの場合、50Gb/sおよび64Gb/s OOK信号のアイマップを以下に示す。測定されたSNRはそれぞれ17.8dBおよび13.2dBである。

3. IHPの8インチBiCMOSパイロットライン設備はゲルマニウムを示しているPD光検出器フィン幅は約 100 nm で、最高の電界と最短の光キャリアドリフト時間を生成できます。Ge PD は、2V@1.0mA DC 光電流で 265 GHz の OE 帯域幅を持ちます。プロセスフローを以下に示します。最大の特徴は、従来の SI 混合イオン注入を廃止し、ゲルマニウムへのイオン注入の影響を避けるために成長エッチング方式を採用したことです。暗電流は 100 nA、R = 0.45 A /W です。
4. HHIは、SSC、MQW-SOA、高速フォトディテクタで構成されるInP SOA-PDを展示しています。Oバンドの場合、PDは1 dB PDL未満で0.57 A/Wの応答性を持ち、SOA-PDは1 dB PDL未満で24 A/Wの応答性を持ちます。両者の帯域幅は約60GHzで、1GHzの差はSOAの共振周波数に起因すると考えられます。実際の眼の画像ではパターン効果は見られませんでした。SOA-PDは、56 GBaudで必要な光パワーを約13 dB削減します。

5. ETHは、ゼロバイアスで60GHzの帯域幅と100GHzで-11dBmの高出力電力を持つタイプII改良型GaInAsSb/InP UTC-PDを実装しました。GaInAsSbの強化された電子輸送機能を使用して、以前の結果を継続します。この論文では、最適化された吸収層には、100nmの高濃度ドープGaInAsSbと20nmの非ドープGaInAsSbが含まれます。NID層は、全体的な応答性を向上させるのに役立ち、デバイス全体の容量を減らし、帯域幅を向上させるのにも役立ちます。64µm2 UTC-PDは、ゼロバイアス帯域幅が60GHz、100GHzで-11dBmの出力電力、飽和電流が5.5mAです。3Vの逆バイアスでは、帯域幅は110GHzに増加します。

6. Innolightは、デバイスのドーピング、電界分布、光生成キャリア転送時間を十分に考慮した上で、ゲルマニウムシリコン光検出器の周波数応答モデルを確立しました。多くのアプリケーションでは大きな入力電力と広い帯域幅が必要とされるため、大きな光電力入力は帯域幅の低下を引き起こします。そのため、構造設計によってゲルマニウム中のキャリア濃度を低減することが最善策です。

7. 清華大学は、(1) 100GHz 帯域幅の高飽和電力二重ドリフト層 (DDL) 構造の UTC-PD、(2) 100GHz 帯域幅の高応答性二重ドリフト層 (DCL) 構造の UTC-PD、(3) 230 GHz 帯域幅の高飽和電力 MUTC-PD の 3 種類の UTC-PD を設計しました。さまざまなアプリケーション シナリオにおいて、高飽和電力、高帯域幅、高応答性は、将来 200G 時代に入ったときに役立つ可能性があります。