Fotodetectores acoplados a guía de ondas de banda ancha en una plataforma fotónica de silicio de longitud de onda submicrométrica

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ingeniería Óptica.
• Dispositivos de semiconductores Dispositivos de semiconductores.
• La óptica integrada es una óptica integrada.

Sus antecedentes:

• Los avances de la fotónica de silicio permiten sistemas ópticos miniaturizados.
• Necesidad de componentes activos de alto rendimiento para luz visible e infrarroja cercana.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar fotodetectores acoplados a guías de onda para una plataforma fotónica de silicio de longitud de onda corta.
• Lograr una amplia cobertura de longitud de onda (400-955 nm) con un alto rendimiento.

Principales métodos:

• Integración monolítica de fotodetectores en una plataforma fotónica de silicio fabricada en fundición.
• Caracterización de la eficiencia cuántica externa, la corriente oscura y la respuesta de alta velocidad.
• Evaluación de la operación de avalancha y el producto de ganancia de ancho de banda.

Principales resultados:

• Se demostraron dos variantes de detector que cubren entre 400 y 955 nm.
• Las eficiencias cuánticas externas son >60% (400-748 nm) y >12% (749-955 nm).
• Corrientes oscuras < 2 pA en el sesgo inverso de 2-V; anchos de banda optoelectrónicos de hasta 18 GHz a 785 nm.
• Producto del ancho de banda de ganancia de 374 GHz a 785 nm.

Conclusiones:

• Integró con éxito fotodetectores de alto rendimiento en una plataforma fotónica de silicio de longitud de onda corta.
• Los dispositivos son adecuados para aplicaciones que requieren una amplia cobertura espectral y alta velocidad.
• Permite sistemas ópticos escalables para biofotónica, información cuántica, imágenes y espectroscopia.