Y7T53 硅光集成量子点探测器

更新时间:2021-02-22 08:02:19 阅读量:933


Y6T349 微环滤波
, 见过微环合波与分波的设计,是在QSFPxx里,接收端硅光集成的探测器常见结构,硅的输入波导这几天写了很多,比如:Y7T52 硅光集成光场转换锥形波导工艺流程



1.jpg


硅波导前端做模式转换



2.jpg


3.jpg


进入光吸收区,我们常见的用在硅光集成设计的吸收材料是锗



4.jpg


但锗和硅的晶格不匹配,导致暗电流比较大,灵敏度不好,对于特定传输架构的话,就意味着需要发射端来提高功率,以便满足网络的功率预算。

提高发射功率,要增加功耗,

前头写了n多的如何给数据中心降功耗的各个厂家想法,对整体产业链而言,降低功耗是一个长期的导向

如果把吸收层的体材料、量子阱材料,改成量子点结构,吸收效率大大提高,且暗电流非常小,灵敏度得到优化,就可以降低发射功率,降低整体的模块功耗。



5.jpg


做量子点,看起来简单,但实际操作不容易,常见两种方式,一是直接生长成丘陵一样的状态,这是早期,后边是先生长类似量子阱的结构,之后刻蚀成岛柱状



6.jpg


再退火,所谓退火,就是先加热再降低温度,让晶格重新整理排列形成单晶,降低刻蚀对晶格的损伤。



7.jpg


现如今能做量子点,且符合通信波长的材料不多,激光器的发光波长与材料带隙相关,探测器的吸收波长也与材料能量带隙相关。

Y6T125 间接带隙可以做探测器,不能做激光器

Y5T51 带隙、直接带隙、间接带隙

比如InAs是一个常见的量子点激光器/量子点探测器的材料,需要配备GaAs做隔离、N型、P型半导体,形成激光器或探测器的总体设计。



8.jpg


简单理解就是量子点结构做探测器的吸收层,降低暗电流,提升灵敏度,降低发射端的光功率以及功耗,适配低功耗的光模块发展趋势。