NOEIC最新研究成果被美國光學學會評選為“Spotlight on Optics”

  ICC訊 近日，來自中國信科集團、國家信息光電子創(chuàng)新中心和鵬城實驗室的研究人員在超高速硅基異質光電探測器方面取得了重要進展。該研究成果在美國光學學會(OSA)的權威期刊Optics Letters上發(fā)表了研究論文“180 Gbit/s Si3N4-waveguide coupled germanium photodetector with improved quantum efficiency” [1]。該文章報道了一種高量子效率氮化硅波導耦合鍺光電探測器，其結構，如下圖1所示。該鍺硅探測器芯片在商用硅光子工藝平臺上完成加工，通過減小氮化硅波導和底部硅之間的間距，改進氮化硅波導厚度，全面優(yōu)化了探測器的量子效率和速率。實驗測得1550nm波長響應度為0.61A/W，以及180Gbit/s的四電平脈沖幅度調制(PAM-4)，眼圖見圖2，是迄今為止所報道的單路最高接收速率。

  圖1 氮化硅(Si3N4)波導耦合型鍺光電探測器結構示意圖

  該論文被美國光學學會評選為2021年12月份的“Spotlight on Optics”論文(平均每月評選出10項左右)，這標志著創(chuàng)新中心硅光技術成果被國際同行認可。來自英國南安普頓大學(University of Southampton)-光電子學研究中心(ORC) Periklis Petropoulos教授在焦點總結(Spotlight Summary)中給予點評[3]：“……研究一種硅上鍺光電二極管架構，它能夠以極高速度工作，同時又實現高效率，它使用與鍺吸收區(qū)平行的氮化硅波導，確保光生載流子的均勻分布，……，這是一個重大的結果，進一步推動了芯片上最快元件的競爭!”

  圖2 3.3V偏置電壓條件下150、160、170和180 Gbit/s PAM-4眼圖

  該工作由余少華院士指導，胡曉博士為文章的第一作者，肖希教授為通訊作者。

  據悉，美國光學學會(The Optical Society of America，OSA )，成立于 1916 年，有超過一百年的歷史，是光學領域權威的國際性學術組織。

  參考文獻：

  [1] Xiao Hu, Dingyi Wu, Daigao Chen, Lei Wang, Xi Xiao, and Shaohua Yu. “180 Gbit/s Si3N4-waveguide coupled germanium photodetector with improved quantum efficiency,” Optics Letters Vol. 46, Issue 24, pp. 6019-6022 (2021) https://doi.org/10.1364/OL.438962

  [2] Xiao Hu, Dingyi Wu, Hongguang Zhang, Weizhong Li, Daigao Chen, Lei Wang, Xi Xiao, and Shaohua Yu, “High-speed and high-power germanium photodetector with lateral silicon nitride waveguide,” Photonics Research Vol. 9, Issue 5, pp. 749-756 (2021) https://doi.org/10.1364/PRJ.417601

  [3] https://www.osapublishing.org/spotlight/summary.cfm?id=465895