研究目的
研究基于磷化铟的高电子迁移率晶体管（InP-HEMTs）和石墨烯沟道场效应晶体管（G-FETs）作为未来宽带光无线通信系统光子频率转换器的可行性。
研究成果
研究了InP-HEMT和G-FET作为未来宽带光无线通信系统光子频率双混频转换器件的可行性。发现G-FET具有优异的本征射频性能，但其外在射频性能仍有待提升。通过将特征尺寸缩小至100纳米以下范围实现的改进型高速高灵敏度G-FET，有望实现卓越的频率转换性能。
研究不足
与最先进的毫米波光电混频器和/或光电二极管相比，InP-HEMT和G-FET的实测响应度都非常低，相差两到三个数量级。这些晶体管缺乏专用的光吸收层或用于光学界面的波导结构，而这些对于提高有效光吸收率至关重要。
1：实验设计与方法选择：
本研究利用InP高电子迁移率晶体管（HEMT）和石墨烯场效应晶体管（G-FET）的光电特性及三端功能，在120 GHz无线通信频段实现单芯片光子双混频操作。
2：样本选择与数据来源：
G-FET采用在C面半绝缘4H-SiC(000–1)衬底上热生长的优质双层外延石墨烯制备，InP基HEMT则基于InAlAs/InGaAs/InP材料体系制造。
3：实验设备与材料清单：
包括光学频率梳发生器、UTC-PD光混频模块、F波段波导型探针头、射频谱分析仪及用于光信号注入的聚焦透镜。
4：实验步骤与操作流程：
通过将112.5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号与光注入光混频拍频自产生的87.5 GHz本振信号进行混频，实现光子双混频转换。
5：5 GHz载波上的10 Gbit/s级数据信号与光注入光混频拍频自产生的5 GHz本振信号进行混频，实现光子双混频转换。 数据分析方法：
5. 数据分析方法：从损耗因素及其与晶体管性能的关联性角度，考察转换增益和光电响应度。
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获取完整内容-
InP-HEMT
Photonic frequency converter for broadband optical and wireless communication systems.
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G-FET
Photonic frequency converter for broadband optical and wireless communication systems.
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UTC-PD
Photomixer module for generating MMW signals.
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RF spectrum analyzer
Analyzing the IF-band spectra.
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F-band waveguide-type probe head
Inputting the RF signal to the gate terminal of the G-FET or InP-HEMT.
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Optical frequency comb generator
Generating a power-flattened wideband comb with a frequency spacing of 12.5 GHz.
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