研究目的
概述100吉比特/秒光通信中高速雪崩光电二极管(APD)的成就,重点关注III-V材料体系,并描述APD在未来光通信中的前景。
研究成果
该论文得出结论:雪崩光电二极管(APDs),尤其是基于III-V族材料体系的APDs,能够实现100吉比特/秒光通信的高速运行。研究表明,在特定传输范围内APDs可作为pin光电二极管的替代方案,并强调未来应用中在保持高响应度和低暗电流的同时提升APD速度的重要性。
研究不足
该研究承认了在高速运行中提高灵敏度的挑战,以及高比特率应用中电路噪声带来的限制。同时指出雪崩光电二极管(APDs)在某些传输范围内可能取代PIN光电二极管(pin-PDs),但强调需要进一步发展以克服当前局限。
1:实验设计与方法选择:
本文讨论了APD在光通信中的设计考量及最先进高速应用的显著设计方案,重点关注III-V材料体系在能带工程方面的优势。
2:样本选择与数据来源:
研究涉及具有特定结构和材料的制备APD,包括混合吸收层(p型InGaAs和非掺杂InGaAs)以及InAlAs雪崩层。
3:实验设备与材料清单:
APD结构包含p型接触层、混合吸收层、InAlGaAs电场渐变层、p型电场控制层、InAlAs雪崩层、n型电场控制层、边缘电场缓冲层和n型接触层等层级。
4:实验流程与操作步骤:
在1.3μm波长下使用106-Gbit/s PAM4光信号对APD进行频率特性和接收机特性测试。
5:3μm波长下使用106-Gbit/s PAM4光信号对APD进行频率特性和接收机特性测试。
数据分析方法:
5. 数据分析方法:基于带宽、增益和接收机灵敏度评估APD性能,计算中考虑了工作带宽、APD的过剩噪声及其他组件的噪声成分。
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