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基于磷化铟的2微米波长应用高速光电二极管设计

DOI：10.1109/JQE.2018.2888876 期刊：IEEE Journal of Quantum Electronics 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 本文提出并设计了一种工作波长超过2微米的高速单行载流子光电二极管。采用InGaAs/GaAsSb II型多量子阱（MQWs）作为单行载流子光电二极管的吸收区以实现2微米以上的光学响应。我们建立了速率方程模型来研究该光电二极管的带宽特性，分析了载流子扫出过程的载流子动力学行为，并对量子阱结构参数进行了优化。结果表明，经优化设计后可实现超过40GHz的3dB带宽。同时研究了采用MQWs吸收区的双耗尽PIN（DD-PIN）光电二极管的可行性，在较高偏置条件下，优化的DD-PIN光电二极管可获得相近的带宽性能。
作者： Yaojiang Chen，Baile Chen
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研究概述 实验方案

研究目的

为2微米波长应用设计高速光电二极管，特别是采用InGaAs/GaAsSb II型量子阱结构的单行载流子与双耗尽PIN光电二极管，以实现气体检测和光通信系统的高带宽需求。

研究成果

优化后的QW-UTC光电二极管在2微米波长应用中可实现超过40 GHz的3 dB带宽，高偏置条件下DD-PIN光电二极管也能达到相近性能。该设计采用InGaAs/GaAsSb II型多量子阱结构并优化载流子动力学，适用于高速气体检测与光通信领域。

研究不足

该研究基于模拟，未进行实验验证。未考虑光电二极管的RC限制，这可能影响实际性能。假设了未俘获概率p，实际器件中该值可能有所不同。

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