华中科技大学张新亮团队Nature Photonics | 雪崩光电二极管 - 行业资讯

张明 2024-04-11

在光通信、传感和量子应用中，雪崩光电二极管Avalanche photodiodes (APDs) 实现了高灵敏度的光电探测。主要研究集中在提高增益-带宽积gain–bandwidth product (GBP)。然而，由于没完全考虑雪崩过程，使得研究进展遇到了巨大的阻碍。

今日，华中科技大学Yang Shi， Yu Yu & 张新亮Xinliang Zhang等，在Nature Photonics上发文，实现了锗/硅雪崩光电二极管APD，其增益-带宽积GBP突破了1THz。主要通过引入两个合作策略来实现的：精确塑造电场分布和精心设计雪崩过程中的谐振效应。

实验上，这种雪崩光电二极管，在单位增益时具有0.87AW-1主要primary响应度，在9–19.5增益范围内，具有53GHz大带宽，在-8.6V和1,550nm时，具有1,033GHz超高带宽。

研究实现了每波长112Gbs−1开关键控和200Gbs−1四电平脉冲幅度调制信号的数据接收，具有清晰的眼图eye diagrams和高灵敏度，以及四通道800G接收。这项工作，为下一代光互连中的高速光电器件提供了潜在的后继材料。

Avalanche photodiode with ultrahigh gain–bandwidth product of 1,033 GHz.

超高增益带宽积1,033GHz雪崩光电二极管

图1: 高性能阻抗谐振雪崩光电二极管Avalanche photodiodes，APD。

图2: 静态/动态性能测量。

图3: 雪崩光电二极管APD高速性能测量。

图4: 雪崩光电二极管APD性能比较。

文献链接

Shi, Y., Li, X., Chen, G. et al. Avalanche photodiode with ultrahigh gain–bandwidth product of 1,033 GHz. Nat. Photon. (2024).

https://doi.org/10.1038/s41566-024-01421-2

https://www.nature.com/articles/s41566-024-01421-2

本文译自Nature。

内容来源：今日新材料

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