Bandbreidd og svörun ljósnema

Bandbreidd og svörunljósnemi
Þegar þú velurInGaAs ljósnemi, allir vilja sömu forskriftir: bandvídd yfir 10 GHz og svörun yfir 0,9 A/W. Eftir að hafa flett í gegnum gagnahandbókina komst ég að því að þessar tvær tölur birtast aldrei á sama tækinu. Svörunin við mikla bandvídd er aðeins 0,5 A/W eða jafnvel lægri, og bandvíddin við mikla svörun er aðeins nokkur hundruð MHz. Þetta er ekki tæknilegt vandamál hjá framleiðandanum – bandvídd og svörun eru í eðli sínu mótsagnakennd í eðlisfræði og það er ekki hægt að hafa það báðar leiðir.
Bandbreidd og svörun eru í eðli sínu eðlisfræðileg mótsögn, sem á rætur sínar að rekja til mikilvægs breytu þykktar frásogslagsins. Aukin þykkt frásogslagsins getur bætt skammtavirkni (og þar með aukið svörun), en hún mun lengja flutningstíma hleðslubera (og þar með minnka bandbreidd); öfugt. Þess vegna, í hönnun staðlaðs PIN ljósnema, er ekki hægt að ná þessu tvennu samtímis og verður að gera málamiðlun.
Byltingaráætlun í greininni:
Greinin kynnir þrjár háþróaðar tæknilausnir sem miða að því að brjóta þessa mótsögn:
Bylgjuleiðaraskynjari (WGPD): Aðskilur útbreiðslustefnu ljóss frá rekstefnu hleðslubera og getur náð mikilli bandbreidd (>40 GHz) og mikilli svörun (>0,9 A/W) samtímis, en ferlið er flókið og kostnaðurinn mikill.
Einátta flutningsljósnemi (UTC-PD): Með því að nota eingöngu hraðvirkar rafeindir fyrir rek, sem útilokar flutningstímatakmörkun lághraðahola, getur hann náð mjög mikilli bandbreidd (>100 GHz) og er almennt notaður í hraðsamskiptum og terahertz sviðum.
Ljósnemi með aukinni ljósleiðni (RCE): Með því að nota ljósleiðni til að auka ljósgleypni innan þunns gleypnilags er hægt að bæta skammtavirkni og viðhalda mikilli bandbreidd, en rekstrarbandvíddin (litrófssviðið) er mjög þröng.
Tillögur að verkefnavali:
Skýrið forgangsröðun krafna: Í fyrsta lagi skal ákvarða lágmarks bandvíddarkröfur fyrir ljósnemann út frá bandvídd kerfismerkisins (með 3-földu fráviki) og síðan velja þá gerð sem hefur hæstu svörun við þessar aðstæður.
Gefðu gaum að vísum á kerfisstigi: Þegar ljósnemi er metinn ætti að huga að jafngildi hávaða (NEP) og næmi kerfisins, ekki bara svörun, þar sem mikil svörun getur fylgt miklum hávaða.
ÍhugaAPD ljósnemií lágorkutilfellum: Þegar ljósstyrkur innfallandi ljóss er mjög lágur (eins og <-30 dBm), er hægt að nota innri ávinning snjóflóðaljósdíóðu (APD ljósnema) til að bæta upp fyrir skort á svörun, en huga ætti að umfram hávaða.
Að velja WGPD með miklum kröfum og miklum fjárhagsáætlun: Þegar kerfið krefst bæði mikillar bandvíddar (>20 GHz) og mikillar svörunar (>0,8 A/W) geta hefðbundnir PIN-skynjarar ekki uppfyllt kröfurnar og því ætti að íhuga bylgjuleiðaraskynjara (WGPD) beint.
Niðurstaða:
Málamiðlun á bandvíddarsvörun staðalsinsPIN ljósnemier meðfædd líkamleg takmörkun. Til að brjóta hana til fulls þarf nýsköpun í uppbyggingu tækja til að aðskilja ljósgleypnileiðina frá flutningsleið flutningsleiðarinnar. Háþróaðar lausnir hafa framúrskarandi afköst en mikinn kostnað, þannig að í verkfræði er samt nauðsynlegt að gera málamiðlun milli tiltekinna notkunarsviðsmynda, afköstakrafna og fjárhagsáætlunar.