美科学家研制出40Gbps波导探测器

美国德克萨斯州大学的科学家们日前研制出40Gbps的光探测器，主要用于高速光通讯系统中，该探测器采用多模光波导结构，可确保该装置同时实现高响应度和高带宽操作性能。

负责该项目的主管Joe Campbell表示：“传统的、垂直入射结构有一定性能局限，那就是常常受到探测器吸收层厚度的限制。厚厚的吸收层容易产生很高的转换效率，不过这种器件的速率受限于载波在通过厚吸收层所耗费的过长时间。另一方面，那些比较薄的吸收层（针对高速应用），会让过多的光波直接穿透探测器，转换效率就不高了。”

而如果采用波导结构，那光波可以从边缘入射，确保产生一个很长的光吸收长度。与此同时，载波可以沿垂直于表面的方面传播，并且传输时间很短。

研究人员制造出一个短的多模输入波导和两个光匹配层。输入光波通过渐消失场耦合的方法进入一个过度吸收层。该小组人员为吸收层设计了三个结构：PIN和部分耗尽吸收层（partially-depleted-absorber，PDA）光电二极管以及一个独立吸收、共振腔增强型SACM APD。

如果采用传统的PIN光电二极管，那探测器的响应度为1.07 A/W，带宽为48 GHz。如果将一个PDA耦合进多模波导中，则探测器的响应度为0.81 A/W，带宽为50 GHz（对一个20μm长的器件而言）。如果采用SACM APD的话，那 产生的探测器响应度超过了0.62 A/W，带宽为34.8 GHz。

这三种不同结构的探测器都具备了应付40Gpbs操作的足够带宽（都超过了30-35 GHz区域）。“PIN二极管将一直保持速度优势。” Campbell表示，“不过每一种结构都有其独特的优势，我们计划继续围绕三种结构的器件进行研究。

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