Fotoricevitore a nanocavità di cristallo fotonico di silicio fabbricato fotolitograficamente con diodo p-i-n integrato lateralmente.

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Fotoricevitore a nanocavità di cristallo fotonico di silicio fabbricato fotolitograficamente con diodo p-i-n integrato lateralmente.

Verso dispositivi di monitoraggio compatti per le reti ottiche

Con lo sviluppo della tecnologia, i campi fotonici in silicio sono diventati uno dei candidati. Questo perché i fotoni non producono riscaldamento Joule. Per collegare i circuiti elettrici con quelli fotonici, è necessario sviluppare dispositivi elettro-ottici e opto-elettronici. Questo perché alla lunghezza d'onda delle telecomunicazioni, il silicio è trasparente e non è possibile generare fotoportatori. Per questo motivo, si è preferito integrare il germanio sul silicio. Tuttavia, questo metodo Tuttavia, questo metodo è complesso da realizzare e difficile da integrare con altri dispositivi CMOS. Corrente.
Sebbene di recente sia stata segnalata una rilevazione optoelettronica a bassa potenza da parte di dispositivi interamente in silicio in nanocavità PhC ad alto Q, è stata dimostrata con Pertanto, in questo studio abbiamo dimostrato la fotorivelazione su tutto il silicio utilizzando una nanocavità PhC ad alto Q. L'assorbimento a due fotoni è utilizzato per rilevare la luce e abbiamo ottenuto una bassa corrente di buio ( Grazie alla bassa corrente di buio, la potenza ottica minima rilevabile è di -20 dBm. La dimostrazione della risposta dinamica sub-GHz dimostra che il fotoricevitore può essere utilizzato come fotoricevitore selettivo della lunghezza d'onda. Il piccolo rumore di rilevamento, la bassa potenza rilevabile e l'ingombro ridotto (50 μm2) fanno di questo dispositivo un buon candidato come sistema di monitoraggio della fibra a basso costo, che è necessario Il piccolo rumore di rilevamento, la bassa potenza rilevabile e l'ingombro ridotto (50 μm2) fanno di questo dispositivo un buon candidato come sistema di monitoraggio delle fibre a costi contenuti.

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Fig. 1 (a) Spettro di trasmissione e fotocorrente a una potenza di ingresso di 10 µm in funzione della lunghezza d'onda di ingresso.(b, c) Spettro di trasmissione (b) e fotocorrente (c) a varie potenze di ingresso quando al dispositivo viene applicata una tensione inversa di -3 V. (c) a varie potenze di ingresso quando al dispositivo vengono applicati -3 V inversi.

Fig. 2 Funzionamento del fotoricevitore a 0,1 Gb/s. La forma d'onda nera è il segnale ottico in ingresso, che rappresenta una sequenza binaria pseudorandom di 255 lunghezze. Le forme d'onda rossa e blu sono il segnale elettrico in uscita, rispettivamente alla risonanza e a 0,1 nm di distanza.

Parte di questo lavoro è stato sostenuto in parte dal Programma di promozione della R&S in materia di informazione e comunicazione strategica (SCOPE) (#152103015) del Ministero degli Affari Interni e delle Comunicazioni del Giappone. Comunicazioni, Giappone.
Questo studio si basa su. AIP Adv. Vol. 8, No. 10, pp. 105224 (2018).Le informazioni sono pubblicate in.