单片集成透镜高速1×4InGaAs/InPpin探测器阵列研究

设计并制作了带有集成透镜的1×4 InGaAs/InP pin探测器阵列.对器件纵向和横向结构参数及集成InP透镜几何参数进行了模拟设计与优化.器件带宽达1.0GHz,对宽带波分复用、光互连以及光计算网络有重要应用价值.     

π型阵列光电探测器研究与设计

提出了一种基于高阶π型低通滤波器电路结构的阵列探测器,可实现高输出功率和大工作带宽并存。该探测器根据光电二极管等效电容模型,用电感元件连接各光电二极管构成等效的π型滤波器结构,合成各光电二极管支路输出电流;并在光电二极管支路上串联电容,增加探测器工作带宽。仿真结果表明,在串联电容等于光电二极管结电容时,π型阵列探测器比行波探测器阵列工作带宽提高一倍,再通过增加级联的光电二极管数量,提高探测器输出功率,即可设计出高功率、大带宽的光电探测器。     

一种光电探测器与信号处理器的单片集成器件

提出了一种180 V光电探测器与10 V BiCMOS信号处理器的单片光电集成器件。研究发现,器件中n⁺p结的高边缘电场值对探测效率的影响较大。利用Silvaco TCAD软件进行了仿真设计,研究了高边缘电场对该集成器件中光电探测器的关键参数的影响。引入金属场板,提高了探测效率。仿真结果表明,该单片集成器件实现了光电探测器与信号处理器的工艺兼容和电压兼容。对比未引入金属场板和引入金属场板的情况,在入射光波长为1.06 μm处,外量子效率分别为4.68%和36.3%,响应度分别为0.04 A·W-1·cm-2和0.31 A·W-1·cm-2。     

集成光电探测器系统

设计研制了一种集成光电探测器系统,它将光电二极管阵列及信号读出电路集成在同一硅芯片上。本文主要介绍该系统的工作原理及初步测试结果     

具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列

从理论上设计并研制了一种用于可重构光分插复用技术中的具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列,器件在GaAs基衬底上集成了GaAs/AlGaAs材料的法布里一珀罗谐振腔和InP-In0.53 Ga0.47 As-InP材料的PIN光探测器.为了能够实现对多路波长的探测,首先利用湿法腐蚀,改变不同区域谐振腔的厚度,然后通过二次外延完成谐振腔的生长,最后利用低温缓冲层技术在GaAs材料上异质外延高质量的InP基的PIN结构.器件的工作波长位于1500 nm左右,可实现对4路波长,间隔为10 nm的光信号探测,光谱响应线宽低于0.8 nm,峰值量子效率达到12%以上,响应速率达到8.2 GHz.实验测试结果与理论分析进行了对比,并得到了很好的解释.     

GeSi调制器与探测器单片光电集成

文章以ＧｅＳｉ材料为基础，从理论和实践两方面讨论将波导、调制器、探测器集成在一起的可能性，分析结果表明，三者之间的光集成在理论上是可行的，在工艺上也是可以实现的。     

单片集成于SOI上的光电探测器

介绍了SOI基片的制作,和在SOI上集成光电二极管和电路得到光电探测器的几种方法,以及目前在SOI上做出来的各种光电二极管的结构与特性。     

星载高灵敏度平衡光电探测器研究

设计了一种由平衡光电二极管芯片和跨阻放大器混合集成的星载高灵敏度平衡光电探测器。平衡光电二极管芯片采用双InP-InGaAs光电二极管单元单片集成的内平衡结构,以降低芯片自身噪声,提高探测器灵敏度。通过Cadence仿真软件对集成了正负双向电流输入电路、自动增益控制电路和反相器型输入电路的闭环放大器结构进行了仿真,得到等效噪声功率、带宽和增益三者之间的关系,制作出适配平衡光电二极管芯片的跨阻放大器。搭建1.55μm激光测试系统对研制的探测器进行性能测试,结果显示,其3dB带宽为1.58GHz,等效噪声功率密度为5.96pW/Hz1/2,共模抑制比为42.04dB(@DC～1.58GHz),在相干激光通信系统中的接收灵敏度达到-61dBm。     

基于石墨烯纳米条带阵列的光电探测器模型

提出了一种基于石墨烯纳米条带阵列的光电探测器(GNR-PD)结构,讨论了器件的解析模型.基于二维泊松方程,在弱非局域近似条件下建立了GNR-PD的器件模型,推导了其I-V特性和光响应特性.结果表明,GNR-PD具有极高量子效率和光电增益,可以获得高达150 A/W以上的光响应度.     

基于桥接T型光电探测器阵列的功率合成研究与设计

针对行波探测器阵列(TWDA)仅提高了光电探测器 的输出功率而输出带宽未得到改善的问题,本文提出了一种区别 于TWDA的基于桥接T型光电探测器阵列新结构。本设计采用基于constant-R结构的桥接T型 结构代替TWDA中的传统 constant-K结构的方法,从而形成人工传输线结构。即耦合微带线提供串连电感和所需要 的互感 ,电容并联于其中一条微带 线上,再将单个光电二极管嵌入到此人工传输线上,构成单个阵列单元,再按照阵列式结构 将这些阵列单元有效级联起来构 成桥接T型光电探测器阵列。仿真结果表明,所提出的桥接T型光电探测器阵列能够使多个光 电探测器功率合成的同时提高 工作带宽,虽然桥接T型光电探测器阵列合成功率相比于传统TWDA合成功率有稍许减少,但 在工作带宽上却提高了2倍, 减少的稍许合成功率可以通过增加级联数目加以补偿。     

用于焦平面阵列的光电探测器 第二部分:HgCdTe

本文探讨 HgCdTe 的性质和一些新型结构,包括晶体生长、性能和探测器阵列的制作。     

InP系波导和光电探测器单片集成

本文主要报道ＩｎＰ光波导和ＩｎＧａＡｓ－ＰＩＮ光电探测器的单片集成，包括材料生长、器件工艺、器件测试三个部份．器件的结构和制作方法较为简单，而代表器件性能的主要参数可与国外同类器件相接近，如光波导损耗最小为８．６ｄＢ／ｃｍ，器件正向压降为０．４～０．６Ｖ，反向击穿电压＞４０Ｖ，响应度～０．５Ａ／Ｗ，上升时间＜０．９ｎｓ．     

一种与标准CMOS工艺兼容的光电集成接收机设计与实现

设计了一种与标准CMOS工艺完全兼容的高速光电探测器和宽带光电集成接收机,并采用0.6μm标准CMOS工艺流片. 测试结果表明,该光电集成接收机的性能已接近实用要求. 探测器的频率响应带宽为1.11GHz,光电集成接收机的3dB带宽为733MHz;在误码率为10-12条件下,对波长为850nm的输入光信号,灵敏度达到-9dBm.     

一种集成MSM光电探测器的单片标准CMOS全差分光接收机

This paper presents a realization of a silicon-based standard CMOS,fully differential optoelectronic integrated receiver based on a metal–semiconductor–metal light detector（MSM photodetector）.In the optical receiver, two MSM photodetectors are integrated to convert the incident light signal into a pair of fully differential photogenerated currents.The optoelectronic integrated receiver was designed and implemented in a chartered 0.35μm, 3.3 V standard CMOS process.For 850 nm wavelength,it achieves a 1 GHz 3 dB bandwidth due to the MSM photodetector’s low capacitance and high intrinsic bandwidth.In addition,it has a transimpedance gain of 98.75 dBΩ, and an equivalent input integrated referred noise current of 283 nA from 1 Hz up to–3 dB frequency.     

等离子体增强型ZnO基纳米线异质结阵列光电探测器

低维ZnO基光电探测器具有高响应性和高光子吸收能力。然而,ZnO较窄的吸收范围以及较低的光生载流子寿命限制了低维ZnO材料在光电子学中的潜在应用。该研究展示了一种零维(0D)金属纳米等离子体增强氧化锌纳米线(ZnO)-硒化锌(ZnSe)异质结阵列的新型光电探测器。与基于单纯ZnO纳米线阵列的探测器件比较表明,该探测器具有优异的光电响应性能。在可见光作用下,该器件的响应度和平均上升(下降)时间分别为1.7 mA/W和1.812 ms (1.803 ms),在10 h连续测试中表现出优异的稳定性,为开发高性能光电探测器提供了一种低成本、可规模化的方法,有望在可穿戴设备、光通信系统、环境传感器等多方面得到应用。