Kynntu InGaAs ljósnema

KynnaInGaAs ljósnemi

InGaAs er eitt af kjörnu efnunum til að ná háum svörunarhraða oghraðvirkur ljósnemiÍ fyrsta lagi er InGaAs hálfleiðaraefni með beinu bandgap og hægt er að stjórna bandgapbreidd þess með hlutfallinu milli In og Ga, sem gerir kleift að greina ljósmerki með mismunandi bylgjulengdum. Meðal þeirra er In0,53Ga0,47As fullkomlega samstillt við InP undirlagsgrindina og hefur mjög háan ljósgleypnisstuðul í ljósleiðarasviðinu. Það er mest notað við gerð ...ljósnemiog hefur einnig framúrskarandi afköst hvað varðar dökkstraum og svörun. Í öðru lagi hafa bæði InGaAs og InP efni tiltölulega mikinn rafeindarekhraða, þar sem mettunarhraði þeirra er um það bil 1×107 cm/s. Á sama tíma, undir ákveðnum rafsviðum, sýna InGaAs og InP efni ofskotsáhrif rafeindahraða, þar sem ofskotshraði þeirra nær 4×107 cm/s og 6×107 cm/s, talið í sömu röð. Þetta stuðlar að því að ná hærri bandvídd yfir vídd. Eins og er eru InGaAs ljósnemar algengustu ljósnemarnir fyrir ljósfræðileg samskipti. Á markaðnum er yfirborðs-atviks tengingaraðferðin algengust. Yfirborðs-atviksskynjarar með 25 Gaud/s og 56 Gaud/s er þegar hægt að fjöldaframleiða. Minni, afturábaks- og stórbandvíddar yfirborðs-atviksskynjarar hafa einnig verið þróaðir, aðallega fyrir notkun eins og mikinn hraða og mikla mettun. Hins vegar, vegna takmarkana á tengiaðferðum þeirra, er erfitt að samþætta yfirborðsskynjara við önnur ljósfræðileg tæki. Þess vegna, með vaxandi eftirspurn eftir ljósfræðilegri samþættingu, hafa bylgjuleiðaratengdir InGaAs ljósnemar með framúrskarandi afköstum og sem henta til samþættingar smám saman orðið að rannsóknarefni. Meðal þeirra eru hefðbundnir InGaAs ljósnemar með 70 GHz og 110 GHz sem nota næstum allir bylgjuleiðaratengingarbyggingar. Samkvæmt mismunandi undirlagsefnum má aðallega flokka bylgjuleiðaratengda InGaAs ljósnema í tvo flokka: INP-byggða og Si-byggða. Efnið sem er epitaxial á InP undirlögum er hágæða og hentar betur til framleiðslu á afkastamiklum tækjum. Hins vegar, fyrir efni úr III-V hópnum sem eru ræktuð eða bundin á Si undirlögum, vegna ýmissa ósamræmis milli InGaAs efna og Si undirlaga, er gæði efnisins eða tengifletisins tiltölulega léleg og enn er töluvert svigrúm til að bæta afköst tækjanna.

Stöðugleiki ljósnema í ýmsum notkunarumhverfum, sérstaklega við erfiðar aðstæður, er einnig einn af lykilþáttunum í hagnýtum notkunarmöguleikum. Á undanförnum árum hafa nýjar gerðir skynjara eins og perovskít, lífræn og tvívíð efni, sem hafa vakið mikla athygli, enn staðið frammi fyrir mörgum áskorunum hvað varðar langtímastöðugleika vegna þess að efnin sjálf verða auðveldlega fyrir áhrifum af umhverfisþáttum. Á sama tíma er samþættingarferlið fyrir ný efni enn ekki þroskað og frekari rannsóknir eru enn nauðsynlegar til að tryggja stórfellda framleiðslu og samræmi í afköstum.

Þó að innleiðing spóla geti aukið bandvídd tækja á áhrifaríkan hátt eins og er, þá er hún ekki vinsæl í stafrænum ljósleiðarasamskiptakerfum. Þess vegna er hvernig hægt er að forðast neikvæð áhrif til að draga enn frekar úr sníkjudýra-RC breytum tækisins ein af rannsóknarstefnum háhraða ljósnema. Í öðru lagi, þegar bandvídd bylgjuleiðaratengdra ljósnema heldur áfram að aukast, byrjar takmörkunin milli bandvíddar og svörunar að koma fram aftur. Þó að greint hafi verið frá Ge/Si ljósnema og InGaAs ljósnema með 3dB bandvídd yfir 200GHz, er svörun þeirra ekki fullnægjandi. Hvernig á að auka bandvídd og viðhalda góðri svörun er mikilvægt rannsóknarefni, sem gæti þurft innleiðingu nýrra ferla-samhæfðra efna (mikill hreyfanleiki og hár frásogsstuðull) eða nýrra háhraða tækjabygginga til að leysa. Að auki, þegar bandvídd tækisins eykst, munu notkunarsvið skynjara í örbylgjuljóstengingum smám saman aukast. Ólíkt litlu ljósaflsnýtingu og mikilli næmni í ljósleiðarasamskiptum, hefur þetta atburðarás, á grundvelli mikillar bandvíddar, mikla mettunarorkuþörf fyrir mikil aflsnýting. Hins vegar nota tæki sem nota mikla bandbreidd yfirleitt litlar byggingar, þannig að það er ekki auðvelt að framleiða hraðvirka ljósnema með mikilli mettun og frekari nýjungar gætu verið nauðsynlegar í flutningsflutningsútdrátt og varmaleiðni tækjanna. Að lokum er minnkun á dökkstraumi í hraðvirkum skynjurum enn vandamál sem ljósnemar með grindarójafnvægi þurfa að leysa. Dökkstraumur tengist aðallega gæðum kristalsins og yfirborðsástandi efnisins. Þess vegna krefjast lykilferla eins og hágæða heterópitaxi eða tengingar undir grindarójafnvægiskerfum meiri rannsókna og fjárfestinga.