与聚合物微镜头集成的正常发射率光探测器用于光纤通信应用
Yu-Hsuan Liu1,2, Chia-Peng Lin2, Po-Wei Chen2
1Institute of Photonics Technologies, National Tsing Hua University, Hsinchu 30013, Taiwan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 13, 2024
概括
我们开发了一种新方法,将聚合物微镜头添加到光探测器中,从而提高高速光接收器的性能和光纤对齐容忍度. 这一进步简化了包装,并保持了先进光通信的可靠性.
科学领域:
- 光电学是指光电子产品.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光子学 是一个光子学.
背景情况:
- 高速摄影接收器对于现代光通信系统至关重要.
- 将微镜头等光学元件与半导体设备相集成,带来了制造方面的挑战.
- (Ge) p-i-n光二极管 (PD) 为近红外应用提供了卓越的性能.
研究的目的:
- 介绍一种新的光子酸扩散方法,用于将聚合物微镜头 (MLs) 集成到高速光探测器上.
- 为了提高四通道摄影接收器的性能和包装耐受性.
- 为了证明这种集成对于先进的光通信应用的可行性.
主要方法:
- 在200毫米Si基板上制造正常发生的Ge p-i-n PD.
- 聚合物微镜片 (MLs) 的集成,使用一种新的光子酸扩散方法.
- 照片接收器性能的表征,包括暗电流,响应能力,3dB带宽 (BW),有效光圈大小和灵敏度.
主要成果:
- 在29微米直径的PD上,一个直径54微米的ML导致了21.4GHz的BW和54微米的有效光圈.
- 光纤错位容忍度从±5μm增加到±15μm.
- 摄影接收器的灵敏度在25.78 Gb/s (NRZ) 时达到-9.2 dBm,位误差率为10−12.
- 集成设备通过了GR-468可靠性测试.
结论:
- 这种新的集成方法成功地提高了摄影接收器的性能和包装方便性.
- 经过证明的具有聚合物ML的Ge PDs提供了一个具有成本效益的,高产量的解决方案,与CMOS制造兼容.
- 这项技术有可能用于未来的高速光通信系统,例如400 Gb/s PAM4.
