光纤通信中高速大功率光探测器阵列的电极结构设计及传输性能的研究

发布时间：2025-01-17 12:14

　　近年来在云计算,大数据的宏大背景下,各种通信业务得到了迅猛发展。为了满足人们对网络带宽和传输容量日益增长的需求,光纤通信系统也正朝着超高速、大容量、高度集成的方向发展。在超高速长距离光纤传输系统中,采用不同调制格式的相干接收方式成为系统的主要接收方式,本振激光器和系统光前置放大器的使用对接收机中的核心器件—光探测器,提出了兼具高速响应和大功率光电转化的要求。而为了解决单个独立光探测器在大功率接收上的限制,利用光探测器阵列将入射光分散至多个光探测器进行接收,在每个光探测器的线性范围内实现对高输入光功率的良好接收,可以减轻对单一器件在材料生长、工艺制备等方面的苛刻要求,解决大功率和高速之间的矛盾。同时采用阵列方式可以减小每个器件的吸收层厚度,从而提高阵列整体的高速响应和输出功率,缓解单一器件在设计上的复杂度。光探测器阵列的电极作为光探测器阵列的重要组成部分,决定着阵列的分布方式和集成方式,还对光探测器阵列的高速性能有着巨大的影响。可以通过对光探测器阵列的电极结构的精心设计,改变寄生参数效应对阵列特性的影响,以实现光探测器阵列更高的频率响应特性和更大的输出功率。本论文围绕着光纤通信中高速大功率...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－２传统ＰＩＮ－ＰＤ与ＰＤＡ－ＰＤ结构对比图??

（ａ）?（ｂ）??图２－１?（ａ）?ＰＩＮ光探测器工作原理（ｂ）ＰＩＮ光探测器结构图??２．２．２部分耗尽吸收层（ＰＤＡ）光探测器??为了解决ＰＩＮ光探测器高速响应带宽和量子效率间制约，２００４年，Ｌｉ等人提??出了Ｉ＞ＤＡ－：ＰＤ的结构。对比传统ＰＩＮ－ＰＤ与ＰＤＡ－ＰＤ结构如....

图２－１?（ａ）?ＰＩＮ光探测器工作原理（ｂ）ＰＩＮ光探测器结构图??２．２．２部分耗尽吸收层（ＰＤＡ）光探测器??

２．２．２部分耗尽吸收层（ＰＤＡ）光探测器??为了解决ＰＩＮ光探测器高速响应带宽和量子效率间制约，２００４年，Ｌｉ等人提??出了Ｉ＞ＤＡ－：ＰＤ的结构。对比传统ＰＩＮ－ＰＤ与ＰＤＡ－ＰＤ结构如图２－２所示。该结构Ｐ型??掺杂的吸收层将电子注入耗尽区，Ｎ型掺杂的吸收层将空穴注入耗尽....

图２－３能带示意图（ａ）单行载流子光探测器（ｂ）传统ＰＩＮ光探测器??

（ａ）?（ｂ）??图２－１?（ａ）?ＰＩＮ光探测器工作原理（ｂ）ＰＩＮ光探测器结构图??２．２．２部分耗尽吸收层（ＰＤＡ）光探测器??为了解决ＰＩＮ光探测器高速响应带宽和量子效率间制约，２００４年，Ｌｉ等人提??出了Ｉ＞ＤＡ－：ＰＤ的结构。对比传统ＰＩＮ－ＰＤ与ＰＤＡ－ＰＤ结构如....

图2-5光探测器的简化模型

器件结构中的本征部分用受控源代替。如电路表示载流子的输运，＾为结电容，炙为器件的间的电容，及为金丝引线电感，Ｃｐ为封装寄生电［丨?５＾?ｒ￣ＡＡ〒伽?ｍ?—ｆ—??＾?■?丨水；｛：（．??ｕ?＾ｄ｜＿＿ＪＨＬ?１?■?＾Ａｊ?中Ｓｕｂｓｔｒａｉｃ?￣１?＞??ｌ５?ｆ??ｊ．?....

本文编号：4028047