110~200GHz频段InP单行载流子光电二极管

设计制备了一种基于InP材料低偏压工作的单行载流子光电二极管(UTC-PD),该器件的工作频率范围为110~200 GHz。为提升器件的带宽特性,UTC-PD芯片的吸收层采用p型高斯掺杂的InGaAs材料,芯片的InP衬底减薄至12μm。UTC-PD采用背照式的方式输入光信号。通过倒装焊的形式将芯片安装在厚度为50μm的AlN基片上的共面波导焊盘上进行测试。在-3 V偏压和155μm波长输入光条件下,制备器件的响应度超过02 A/W;在110 GHz处获得最高输出功率为-56 dBm,19783 GHz处的输出功率最低为-106 dBm。

InP/InGaAs单行载流子光电二极管

引言 为适应大容量光纤通信和超高速光电子测试系统,光电二极管一直致力于提高带宽.结构设计和工艺技术的改进已经使光探测器取得了极大进步.但随着光放大器及微波/毫米波光子系统的进步,高饱和输出(大信号工作)已成为光电二极管应具备的重要性能.另外,微波光子系统通常需要光生微波/毫米波信号,光电二极管要用作微波/毫米波发生器,基本要求就是宽线性和高饱和输出.大功率的光探测器还适于同众多电子器件及光子器件集成实现新的信号处理功能,从而可拓宽光探测器的应用领域.

高速单行载流子光电二极管的近弹道优化设计

基于近弹道优化的方法提出了一种高性能的单行载流子光电二极管(UTC-PD)的设计方案,用该方案制备的UTC-PD具有大的响应速度、响应度和饱和输出,且可减轻负载电压摆幅效应。设计的新光电二极管采用具有渐变掺杂的部分耗尽吸收层。在收集层底部插入p型掺杂薄电荷层,对器件内部电场进行了优化设计,让光生电子以过冲速度漂移,这样可减少电子的渡越时间,并使器件具备了高偏置电压操作能力,从而增大3 dB带宽,提升饱和性能。仿真分析表明,在8 V的高反向偏置电压条件下,有源区面积为16 μm 2的该器件可以获得超过86 GHz的3 dB带宽,响应度为0.17 A/W。

基于DPMZM和UTC-PD的宽带太赫兹信号产生及传输研究

为了能够充分利用微波光子倍频优势并简化系统复杂度,提出一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)和单行载流子光电二极管(UTC-PD)的宽带太赫兹矢量信号产生及光纤传输方案,通过适当地调整DPMZM直流偏压和调制指数,矢量信号被调制在光波的+3阶边带,本振信号被调制在光波的-3阶边带,并采用VPI软件对方案进行了仿真验证。仿真结果表明:当系统采用36.7 GHz的本振信号六倍频后,产生了载频为220 GHz、码速率为20 GSym/s的正交相移键控的太赫兹矢量信号,经1~4 km的光纤传输,接收机功率损失小于3 dBm。

新型热离子光电探测器

本文给出了一种新型热离子光电探测器的结构、特性和理论。这种多数载流子器件，在基本结构上异于普通的ｐ－ｉ－ｎ光电两极管，雪崩两极管及光电三极管，而又区别于其它多子器件：①存在着一个大的中央ｐ＋ｎ－结区域，它在功能上类似空穴存储库。③在ｐｎ两极管的周围处有一个特殊形状的ｎ＋＋ｐ＋ｎ－框架结构。普通光电两极管在６３３ｎｍ的绝对灵敏度为０．３５Ａ／Ｗ，新器件为１．３６Ａ／Ｗ。

UTC-PD和RTD单片集成的器件模拟研究

单行载流子光电二极管与共振隧穿二极管单片集成器件是一种新型高速光电探测器,也是高速光电单稳双稳转换逻辑电路的一个基本单元。用Atlas软件对该集成电路单元进行了直流和交流特性的模拟研究,模拟得到的3dB带宽最高可达9THz。模拟发现,光照强度、吸收层厚度、掺杂浓度、收集层浓度是影响器件3dB带宽的主要因素。研究了器件材料参数、结构参数与器件3dB带宽之间的关系,并得到在现行工艺下优化后的单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的工艺参数,模拟出3dB带宽为1.03THz。同时,对器件模拟和半导体工艺间的误差进行了分析和估计。这一工作为单行载流子光电二极管和共振隧穿二极管单片集成器件的设计和研制提供了工艺参数基础。

面向6G无线通信应用的太赫兹收发器

太赫兹(Terahertz,THz)波的定义为频率从0.1~10 THz范围的电磁波。THz通信技术被认为是用于6G应用场景的新兴技术,该技术的优点在于具有更宽的信道带宽,并可以提供高达数T比特每秒(Tbit/s)的超高速数据传输。介绍了面向6G无线通信系统应用颇具潜力的几种THz光子学收发器的工作原理和研究进展,包括单行载流子光电二极管(UTC-PD)、肖特基二极管(SBD)、THz量子级联激光器(THz QCL)和THz量子阱探测器(THz QWP)。研究表明,这4种收发器在未来6G无线通信中具有潜在的应用价值。

高宽带光收发器件的技术现状

介绍了光收发器技术在光纤传输系统中的应用现状,重点叙述了光外调制技术（比如电吸收型调制器、LiNbO3调制器等）、单行载流子光电管（UTC-PD）的发展水平,指出高宽带、高速率、高集成化是光收发器件发展的必然趋势。

微型化太赫兹集成器件的前沿技术进展

针对国际上太赫兹器件技术进展予以概括和分析,提炼出共振隧穿二极管、单向载流子传输光电二极管2种可行的小型化器件方案。在材料生长和器件结构方面分析了太赫兹波的产生原理和难点,在系统应用方面解释了短距离高速通信的实用案例。目前,采用共振隧穿二极管已实现2.5 Gbps速率的300 GHz无线通信演示实验,采用单向载流子传输光电二极管在该频点下实现了12.5 Gbps的无线通信实验。