美科學家研制出40Gbps波導探測器

美國德克薩斯州大學的科學家們?nèi)涨把兄瞥?0Gbps的光探測器，主要用于高速光通訊系統(tǒng)中，該探測器采用多模光波導結(jié)構(gòu)，可確保該裝置同時實現(xiàn)高響應(yīng)度和高帶寬操作性能。

負責該項目的主管Joe Campbell表示：“傳統(tǒng)的、垂直入射結(jié)構(gòu)有一定性能局限，那就是常常受到探測器吸收層厚度的限制。厚厚的吸收層容易產(chǎn)生很高的轉(zhuǎn)換效率，不過這種器件的速率受限于載波在通過厚吸收層所耗費的過長時間。另一方面，那些比較薄的吸收層（針對高速應(yīng)用），會讓過多的光波直接穿透探測器，轉(zhuǎn)換效率就不高了?！?/P>

而如果采用波導結(jié)構(gòu)，那光波可以從邊緣入射，確保產(chǎn)生一個很長的光吸收長度。與此同時，載波可以沿垂直于表面的方面?zhèn)鞑?，并且傳輸時間很短。

研究人員制造出一個短的多模輸入波導和兩個光匹配層。輸入光波通過漸消失場耦合的方法進入一個過度吸收層。該小組人員為吸收層設(shè)計了三個結(jié)構(gòu)：PIN和部分耗盡吸收層（partially-depleted-absorber，PDA）光電二極管以及一個獨立吸收、共振腔增強型SACM APD。

如果采用傳統(tǒng)的PIN光電二極管，那探測器的響應(yīng)度為1.07 A/W，帶寬為48 GHz。如果將一個PDA耦合進多模波導中，則探測器的響應(yīng)度為0.81 A/W，帶寬為50 GHz（對一個20μm長的器件而言）。如果采用SACM APD的話，那 產(chǎn)生的探測器響應(yīng)度超過了0.62 A/W，帶寬為34.8 GHz。

這三種不同結(jié)構(gòu)的探測器都具備了應(yīng)付40Gpbs操作的足夠帶寬（都超過了30-35 GHz區(qū)域）。“PIN二極管將一直保持速度優(yōu)勢?！?Campbell表示，“不過每一種結(jié)構(gòu)都有其獨特的優(yōu)勢，我們計劃繼續(xù)圍繞三種結(jié)構(gòu)的器件進行研究。

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