Hraðvirkir ljósnemar eru kynntir til sögunnar afInGaAs ljósnemar
Háhraða ljósnemarÁ sviði ljósleiðarasamskipta eru aðallega III-V InGaAs ljósnemar og IV full Si og Ge/Ljósnemar úr silíumSá fyrrnefndi er hefðbundinn nær-innrauður skynjari, sem hefur verið ráðandi í langan tíma, en sá síðarnefndi byggir á kísilljóstækni til að verða rísandi stjarna og er vinsæll staður á sviði alþjóðlegra rannsókna í ljósfræðilegri rafeindatækni á undanförnum árum. Þar að auki eru nýir skynjarar byggðir á perovskíti, lífrænum og tvívíðum efnum í örri þróun vegna kostanna auðveldrar vinnslu, góðs sveigjanleika og stillanlegra eiginleika. Það er verulegur munur á þessum nýju skynjurum og hefðbundnum ólífrænum ljósnemum hvað varðar efniseiginleika og framleiðsluferla. Perovskít skynjarar hafa framúrskarandi ljósgleypni og skilvirka hleðsluflutningsgetu, lífrænir efnisskynjarar eru mikið notaðir vegna lágs kostnaðar og sveigjanlegra rafeinda sinna, og tvívíðir efnisskynjarar hafa vakið mikla athygli vegna einstakra eðliseiginleika sinna og mikillar hreyfanleika flutningsaðila. Hins vegar, samanborið við InGaAs og Si/Ge skynjara, þarf enn að bæta nýju skynjarana hvað varðar langtímastöðugleika, framleiðsluþroska og samþættingu.
InGaAs er eitt af kjörnu efnunum til að búa til hraðvirka og viðbragðsríka ljósnema. Í fyrsta lagi er InGaAs hálfleiðaraefni með beinu bandbili og hægt er að stjórna bandbilsbreidd þess með hlutfallinu milli In og Ga til að ná fram greiningu á ljósmerkjum með mismunandi bylgjulengdum. Meðal þeirra er In0,53Ga0,47As fullkomlega í samræmi við undirlagsgrind InP og hefur stóran ljósgleypnisstuðul í ljósleiðarasviðinu, sem er mest notaður við gerð...ljósnemar, og dökkstraumurinn og svörunin eru einnig með besta mögulega afköstin. Í öðru lagi hafa bæði InGaAs og InP efni mikinn rekhraða rafeinda og mettunarhraði þeirra er um 1×107 cm/s. Á sama tíma hafa InGaAs og InP efni áhrif á ofskothraða rafeinda undir tilteknu rafsviði. Ofskotshraðanum má skipta í 4× 107 cm/s og 6×107 cm/s, sem stuðlar að því að ná stærri tímatakmörkuðum bandbreidd með burðarbylgjum. Eins og er er InGaAs ljósnemi algengasti ljósneminn fyrir ljósfræðileg samskipti og yfirborðstengingaraðferðin er aðallega notuð á markaðnum og yfirborðstengingarskynjarar með 25 Gbaud/s og 56 Gbaud/s hafa verið þróaðir. Einnig hafa verið þróaðir minni, baktengdir og stórir yfirborðstengingarskynjarar, sem henta aðallega fyrir hraða og mikla mettunarforrit. Hins vegar er yfirborðstengingarskynjarinn takmarkaður af tengingaraðferð sinni og erfitt er að samþætta hann öðrum ljósfræðilegum tækjum. Þess vegna, með bættum kröfum um samþættingu ljósleiðara, hafa bylgjuleiðaratengdir InGaAs ljósnemar með framúrskarandi afköstum og góðum árangri í samþættingu smám saman orðið að rannsóknarefni, þar á meðal eru hefðbundnar 70 GHz og 110 GHz InGaAs ljósnemaeiningar nánast allar með bylgjuleiðaratengdri uppbyggingu. Samkvæmt mismunandi undirlagsefnum má skipta InGaAs ljósnemanum með bylgjuleiðaratengingu í tvo flokka: InP og Si. Efnið sem myndar epitaxíu á InP undirlagi er af háum gæðum og hentar betur til framleiðslu á afkastamiklum tækjum. Hins vegar leiða ýmsar misræmir milli III-V efna, InGaAs efna og Si undirlaga sem ræktað er eða tengt á Si undirlagi til tiltölulega lélegrar efnisgæða eða tengifletisgæða, og afköst tækisins eru enn til bóta.
Birtingartími: 31. des. 2024