Agbekale InGaAs photodetector

ṢafihanInGaAs fotodetector

InGaAs jẹ ọkan ninu awọn ohun elo to dara julọ fun iyọrisi idahun-giga atiga-iyara photodetector. Ni akọkọ, InGaAs jẹ ohun elo semikondokito bandgap taara, ati iwọn bandgap rẹ le ṣe ilana nipasẹ ipin laarin In ati Ga, ti o mu ki wiwa awọn ifihan agbara opiti ti awọn gigun gigun oriṣiriṣi. Lara wọn, In0.53Ga0.47As ni ibamu ni pipe pẹlu inP sobusitireti lattice ati pe o ni imudara gbigba ina ti o ga pupọ ni ẹgbẹ ibaraẹnisọrọ opiti. O ti wa ni julọ o gbajumo ni lilo ni igbaradi tiolutayoati pe o tun ni lọwọlọwọ dudu to dayato julọ ati iṣẹ idahun. Ni ẹẹkeji, mejeeji InGaAs ati awọn ohun elo InP ni awọn iyara fiseete elekitironi ti o ga, pẹlu awọn iyara fifo elekitironi ti o kun fun mejeeji ni isunmọ jẹ 1 × 107cm/s. Nibayi, labẹ awọn aaye ina kan pato, Awọn ohun elo InGaAs ati awọn ohun elo InP ṣe afihan awọn ipa-ọna iyara elekitironi, pẹlu awọn iyara overshoot wọn ti de 4 × 107cm / s ati 6 × 107cm / s ni atele. O ti wa ni conducive si iyọrisi kan ti o ga Líla bandiwidi. Ni lọwọlọwọ, InGaAs photodetectors ni o wa julọ atijo photodetector fun opitika ibaraẹnisọrọ. Ni ọja naa, ọna isọpọ oju iṣẹlẹ jẹ eyiti o wọpọ julọ. Awọn ọja aṣawari iṣẹlẹ-oju-ilẹ pẹlu 25 Gaud/s ati 56 Gaud/s le ti jẹ iṣelọpọ pupọ. Iwọn ti o kere ju, isẹlẹ-pada, ati awọn aṣawari oju iṣẹlẹ ti bandwidth giga-bandwidth tun ti ni idagbasoke, nipataki fun awọn ohun elo bii iyara giga ati itẹlọrun giga. Bibẹẹkọ, nitori awọn idiwọn ti awọn ọna isọpọ wọn, awọn aṣawari iṣẹlẹ oju-ilẹ jẹra lati ṣepọ pẹlu awọn ẹrọ optoelectronic miiran. Nitorinaa, pẹlu ibeere ti o pọ si fun isọpọ optoelectronic, waveguide pọ pẹlu InGaAs photodetectors pẹlu iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ati pe o dara fun isọpọ ti di idojukọ diẹdiẹ ti iwadii. Lara wọn, awọn modulu fotodetector InGaAs ti iṣowo ti 70GHz ati 110GHz fẹrẹ gba gbogbo awọn ẹya iṣọpọ igbi. Gẹgẹbi iyatọ ninu awọn ohun elo sobusitireti, itọsọna igbi pọ si InGaAs photodetectors le jẹ ipin akọkọ si awọn oriṣi meji: orisun INP ati Si-orisun. Epitaxial ohun elo lori awọn sobusitireti InP ni didara giga ati pe o dara julọ fun iṣelọpọ awọn ẹrọ ti o ga julọ. Bibẹẹkọ, fun awọn ohun elo ẹgbẹ III-V ti o dagba tabi ti o ni asopọ lori awọn sobusitireti Si, nitori ọpọlọpọ awọn aiṣedeede laarin awọn ohun elo InGaAs ati awọn sobsitireti Si, ohun elo tabi didara wiwo ko dara, ati pe yara tun wa fun ilọsiwaju ninu iṣẹ ti awọn ẹrọ naa.

Iduroṣinṣin ti photodetector ni orisirisi awọn agbegbe ohun elo, ni pataki labẹ awọn ipo iwọn, tun jẹ ọkan ninu awọn ifosiwewe bọtini ni awọn ohun elo to wulo. Ni awọn ọdun aipẹ, awọn oriṣi tuntun ti awọn aṣawari bii perovskite, Organic ati awọn ohun elo onisẹpo meji, eyiti o ti fa ifojusi pupọ, tun koju ọpọlọpọ awọn italaya ni awọn ofin ti iduroṣinṣin igba pipẹ nitori otitọ pe awọn ohun elo funrararẹ ni irọrun ni ipa nipasẹ awọn ifosiwewe ayika. Nibayi, ilana isọpọ ti awọn ohun elo titun ko tun dagba, ati pe a tun nilo iwadi siwaju sii fun iṣelọpọ titobi nla ati aitasera iṣẹ.

Botilẹjẹpe iṣafihan awọn inductors le mu bandiwidi ti awọn ẹrọ pọ si ni imunadoko, kii ṣe olokiki ni awọn eto ibaraẹnisọrọ opiti oni-nọmba. Nitorinaa, bii o ṣe le yago fun awọn ipa odi lati dinku awọn parasitic RC parasitic ti ẹrọ jẹ ọkan ninu awọn itọsọna iwadii ti olutọpa iyara giga. Ni ẹẹkeji, bi bandiwidi ti waveguide pọ photodetector ti n pọ si, idiwọ laarin bandiwidi ati idahun bẹrẹ lati farahan lẹẹkansi. Botilẹjẹpe Ge/Si photodetectors ati InGaAs photodetector pẹlu bandiwidi 3dB ti o kọja 200GHz ti royin, awọn ojuṣe wọn ko ni itẹlọrun. Bii o ṣe le mu iwọn bandiwidi pọ si lakoko ti o n ṣetọju idahun ti o dara jẹ koko-ọrọ iwadii pataki, eyiti o le nilo iṣafihan awọn ohun elo ibaramu ilana tuntun (arinrin giga ati olusọdipupọ gbigba giga) tabi awọn ẹya ẹrọ iyara iyara aramada lati yanju. Ni afikun, bi bandiwidi ẹrọ ṣe n pọ si, awọn oju iṣẹlẹ ohun elo ti awọn aṣawari ni awọn ọna asopọ photonic makirowefu yoo maa pọ si. Ko dabi isẹlẹ agbara opiti kekere ati wiwa ifamọ giga ni ibaraẹnisọrọ opiti, oju iṣẹlẹ yii, lori ipilẹ bandiwidi giga, ni ibeere agbara itẹlọrun giga fun isẹlẹ agbara-giga. Sibẹsibẹ, awọn ẹrọ bandiwidi ti o ga julọ maa n gba awọn ẹya ti o ni iwọn kekere, nitorina ko rọrun lati ṣe awọn fọtodetectors ti o ni kiakia ati giga-saturation, ati awọn imotuntun siwaju sii le nilo ni isediwon ti ngbe ati gbigbe ooru ti awọn ẹrọ naa. Nikẹhin, idinku lọwọlọwọ dudu ti awọn aṣawari iyara-giga jẹ iṣoro kan ti awọn olutọpa fọto pẹlu aiṣedeede lattice nilo lati yanju. Dudu lọwọlọwọ jẹ ibatan si didara gara ati ipo dada ti ohun elo naa. Nitorinaa, awọn ilana bọtini bii heteroepitaxy ti o ga-giga tabi isunmọ labẹ awọn eto aiṣedeede lattice nilo iwadii diẹ sii ati idoko-owo.