光电集成的发展及前景
光电信息科学与工程的研究进展与应用前景

光电信息科学与工程的研究进展与应用前景在当今科技飞速发展的时代,光电信息科学与工程作为一门融合了光学、电子学、信息学等多学科知识的前沿领域,正以惊人的速度不断取得新的研究进展,并展现出广阔的应用前景。
光电信息科学与工程是研究光与电相互作用、光的产生、传输、检测、处理与显示等方面的科学与技术。
它涵盖了从基础理论研究到实际应用开发的广泛领域,对推动现代信息技术的进步发挥着至关重要的作用。
在研究进展方面,新型光电材料的研发是一个重要的方向。
例如,量子点材料由于其独特的光学和电学性质,在发光二极管、太阳能电池等领域展现出巨大的潜力。
研究人员通过不断优化量子点的制备工艺和性能,使其发光效率更高、颜色更纯、稳定性更好。
此外,二维材料如石墨烯、二硫化钼等也因其优异的电学和光学特性而受到广泛关注。
这些新型材料为光电器件的性能提升提供了新的可能。
在光电器件方面,微型化和集成化是当前的发展趋势。
随着半导体工艺的不断进步,光电器件的尺寸越来越小,集成度越来越高。
例如,微型化的激光二极管和探测器在光通信、生物医学检测等领域得到了广泛应用。
同时,光电集成芯片的研究也取得了重要突破,将光源、探测器、光波导等元件集成在一个芯片上,大大提高了系统的性能和可靠性,降低了成本。
在光电检测技术方面,高精度、高灵敏度的检测方法不断涌现。
例如,基于光谱分析的检测技术能够对物质的成分和结构进行快速、准确的分析,在环境监测、食品安全检测等领域发挥着重要作用。
此外,单光子检测技术的发展使得对极微弱光信号的检测成为可能,为量子通信、深空探测等领域提供了关键技术支持。
在光通信领域,光电信息科学与工程的研究进展推动了通信速度和容量的不断提升。
密集波分复用技术的应用使得一根光纤能够同时传输多个波长的光信号,大大增加了通信容量。
同时,高速光调制器和探测器的研发使得光通信的速率达到了每秒数百吉比特甚至更高。
此外,新型的光通信网络架构如软件定义光网络、弹性光网络等也在不断探索和发展中,以适应日益增长的通信需求。
光电器件的发展和应用前景

光电器件的发展和应用前景光电器件是指具有光电转换功能的器件,它是一种将光学信号转换成电学信号或将电学信号转换成光学信号的设备。
随着信息技术的不断发展,光电器件在通信、能源、医疗、安全、环保等领域得到了越来越广泛的应用。
本文将从光电器件的发展历程、技术特点、应用现状和前景等四个方面进行介绍。
一、光电器件的发展历程光电器件的发展可以追溯到19世纪初,当时人们在研究光的性质时,发现光可以产生热效应、化学效应和电效应。
到了20世纪初,人们开始研究光电效应,并发明了第一只光电管。
20世纪50年代,半导体材料的发明使得光电器件的性能得到了大幅度提升,光电器件也开始广泛应用于无线电、电视、雷达等通信技术中。
随着激光技术的快速发展,光电器件的应用领域进一步扩展,光纤通信、激光加工、光学成像等领域均离不开光电器件。
目前,光电器件技术得到广泛的应用,成为信息社会中不可缺少的一项技术。
二、光电器件技术特点1、高速传输光电器件的最大优点是其高速传输特性。
由于电子和光子速度的巨大差异,光电器件能够实现高速、稳定、可靠的信号传输。
2、低噪声光电器件的电路结构简单,噪声系数较低。
其电路板不会受电磁干扰,也不会发生电路杂音,从而保证了传输信号的稳定和高质量。
3、易于集成光电器件的制造工艺简单,易于集成,可以与其他电子元器件相结合,构成混合信号芯片,从而满足不同的应用需求。
4、无电磁干扰光电器件主要运用光信号传输,不涉及电磁干扰,具有良好的兼容性。
在一些特殊环境下,如爆炸或者高压极低温等,电子设备很难使用,而光电器件就能提供出更高的可靠性和安全性。
三、光电器件的应用现状光电器件的应用领域非常广泛。
其中,通讯领域是其应用的重要方向,光电器件主要用于光纤通信、卫星通信和无线通信等通信系统;医疗领域上,它们可以被用来进行生物检测、光学成像、激光治疗等;安保领域上,它们可以用于夜视仪、红外探测器、摄像机等。
在实际应用中,光电器件已经被广泛应用于各个领域。
2024年光子集成电路市场前景分析

2024年光子集成电路市场前景分析一、市场背景光子集成电路是一种基于光子学原理的集成电路,可以实现光电转换、光放大、光调制等功能。
随着通信技术的不断进步,光纤通信已成为主流通信方式,对光子集成电路的需求也日益增加。
光子集成电路具有传输速率高、功耗低、带宽大等优点,被广泛应用于通信、计算机、医疗等领域。
二、市场规模光子集成电路市场在过去几年保持了快速增长的态势。
截至2019年,全球光子集成电路市场规模已达到XX亿元,并预计在未来几年内将保持稳定增长。
亚太地区是全球光子集成电路市场的主要增长驱动力,其中中国市场占据重要地位。
三、市场驱动因素1.通信技术发展:随着5G技术的快速推进和大规模云计算的需求增加,对光子集成电路的需求不断增加。
光子集成电路具有高速传输、低延迟等优势,能够满足大规模数据传输的需求。
2.数据中心需求:随着云计算、人工智能等技术的普及,对数据中心的需求也越来越大。
光子集成电路作为数据中心的关键组件,可以实现高速数据传输和处理,被广泛应用于数据中心的建设和升级。
3.光纤通信普及:光纤通信已成为主流通信方式,其优势在于信号传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等。
光子集成电路作为光纤通信的重要组成部分,将随着光纤通信的普及而得到进一步发展。
四、市场挑战1.技术难题:光子集成电路的研发和生产需要较高的技术水平和成本投入,目前还存在一些技术难题,如功耗控制、集成度提升等,需要持续投入研发。
2.竞争加剧:光子集成电路市场竞争激烈,各大企业纷纷进入该领域,导致市场竞争加剧,价格下降,利润空间受到挤压。
3.国际贸易摩擦:国际贸易摩擦对光子集成电路市场产生了一定影响。
贸易壁垒的提高和出口市场的不确定性增加,给光子集成电路产品的出口带来了一定困难。
五、市场前景光子集成电路市场具有较为广阔的前景。
随着通信技术的不断发展和应用领域的扩大,对光子集成电路的需求将持续增加。
值得注意的是,光子集成电路在新兴行业如人工智能、物联网等的应用中也有很大潜力。
光电集成芯片技术发展现状及应对策略

光电集成芯片技术发展现状及应对策略
光电集成芯片技术是指将光学器件和电子器件集成在同一块芯片上,实现光学与电学信号的高效转换和处理。
该技术在光通信、光存储、光计算等领域具有广泛应用前景。
目前,光电集成芯片技术发展的现状包括以下几个方面:
1. 封装技术:封装是光电集成芯片实际应用的关键环节,封装技术的发展对整个光电集成芯片技术的成熟度和可靠性起着至关重要的作用。
2. 光器件制造技术:光电集成芯片的关键部件是各种光器件,如激光器、调制器、光探测器等。
目前,光器件制造技术已经相对成熟,但还需要不断提高其性能和稳定性。
3. 光电集成芯片设计技术:光电集成芯片的设计需要考虑到电路与光学器件的协同作用,设计技术的发展可以实现更高性能和更复杂功能的集成芯片。
为了应对光电集成芯片技术发展的挑战,可以采取以下策略:
1. 加强技术研发:加大对光电集成芯片技术的研发投入,提高相关核心技术的创新能力和研发实力,推动技术的进一步突破。
2. 推动产学研结合:加强产学研各方之间的合作与交流,促进光电集成芯片技术的转化和应用。
同时,加强对人才的培养,培养一批熟悉光电集成芯片技术的专业人才。
3. 加强国际合作:光电集成芯片技术领域是全球性的竞争领域,需要加强国际合作,借鉴国外先进技术和经验,与国外相关企业和研究机构进行技术交流与合作。
4. 拓展应用场景:除了光通信领域外,还可以拓展光电集成芯片技术的应用场景,如光存储、光计算、医疗光子学等领域,进一步推动光电集成芯片技术的发展和应用。
2023年光芯片行业市场前景分析

2023年光芯片行业市场前景分析光芯片是一种高新技术,一般指光电集成芯片。
它集成了光发射器、接收器、调制器、放大器、耦合器等多种光电功能单元,能够将电信号转化为光信号,实现超高速率的数据传输,广泛应用于通信、数据中心、医疗、工业等领域。
本文将从以下几个方面分析光芯片行业市场前景。
一、我国光芯片市场发展概况我国光芯片产业始于上世纪80年代,进入21世纪后,经过多年发展,已经形成了以深圳、上海、苏州、武汉等城市为代表的产业集群。
据统计,我国光芯片市场规模已超过300亿元,其中通讯领域占据了绝大部分份额。
目前我国光芯片主要集中在端口水平,较少在芯片水平开发,市场集中度较低,竞争激烈,但产业链完备,技术水平有所提高。
二、行业市场规模及发展趋势随着5G、人工智能等技术的迅猛发展,光芯片作为其重要组成部分,市场需求量逐年增长。
据市场研究机构预测,到2025年,全球光芯片市场规模将达到320亿美元以上。
我国作为全球最大的电信市场,对光芯片的需求量也将持续上升。
数据中心、智能制造、云计算、医疗等领域也将逐渐应用光芯片技术,这将为光芯片行业的发展提供更广阔的空间。
三、市场需求趋势1. 5G时代下,高速率、低延迟的通信需求逐渐增长,光芯片在5G通信中的应用带来了巨大的市场需求。
2. 随着数据中心规模的不断扩大,数据传输速率需要不断提高,光芯片在数据中心的应用逐步普及。
3. 人工智能、大数据等技术的迅速发展,对计算能力有更高要求,而光芯片具有较高的传输速度和低能耗等特点,因此在这些领域也将得到广泛应用。
四、技术进步及创新光芯片技术的快速推进,为产业创造了更多的机遇与挑战。
随着技术的进步和应用范围的扩大,光芯片需具备结构紧凑、功耗低、性能稳定、制造成本低等特点。
同时,光芯片产业需要提高自主创新能力,加快核心技术的研发与攻关,加快打造自主品牌,推动整个行业的快速发展。
综上所述,光芯片市场前景广阔,产业链完备,对技术进步有着较大的需求空间。
析光电信息科学与工程的发展前景与规划

析光电信息科学与工程的发展前景与规划【摘要】本文综述了光电信息科学与工程的发展前景与规划。
首先介绍了该领域的当前发展状况,包括技术应用和市场需求。
随后探讨了光电信息科学与工程的领域拓展,指出其在通信、能源、医疗等领域的潜在应用。
然后分析了该领域的关键技术挑战,如光子器件设计和材料研究。
接着展望了光电信息科学与工程的未来发展趋势,提出了在智能化、大数据、人工智能等方面的发展方向。
最后讨论了该领域的规划重点,包括加强基础研究、推动产业创新等。
结尾展望了光电信息科学与工程的发展前景,并呼吁加强跨学科合作,推动该领域的持续发展。
【关键词】光电信息科学与工程、发展前景、规划、当前发展状况、领域拓展、关键技术挑战、未来发展趋势、规划重点、展望1. 引言1.1 析光电信息科学与工程的发展前景与规划概述光电信息科学与工程是一门融合光学、电子学、信息学和工程技术的交叉学科领域,其发展涉及到光电器件、光电探测技术、光电信息处理和传输等多个方面。
随着科技的不断进步和社会的需求不断增长,光电信息科学与工程领域正迎来前所未有的发展机遇。
在当今数字化、信息化的时代背景下,光电信息科学与工程正扮演着越来越重要的角色。
其在通信、光学仪器、生物医学影像、能源领域等方面的应用已经得到广泛认可。
未来,随着5G、人工智能等新兴技术的大力推动,光电信息科学与工程领域将会迎来更多创新突破和应用场景的拓展。
为了推动光电信息科学与工程的持续发展,制定合理的发展规划至关重要。
规划的制定需要充分考虑行业现状、技术发展趋势和市场需求,明确发展目标和重点方向。
只有通过科学规划,才能实现光电信息科学与工程领域的可持续发展,推动行业不断向前发展。
2. 正文2.1 光电信息科学与工程的当前发展状况光电信息科学与工程是近年来发展迅速的领域之一,该领域涉及光学、电子学和信息工程等多学科交叉。
目前,光电信息科学与工程在通信、医学、能源、材料等领域都有广泛的应用。
光电集成技术的创新与应用

光电集成技术的创新与应用光电集成技术是一种将光电器件集成起来的技术,可以实现光源、光控、光传输等多种功能,是一个具有非常广泛应用前景的技术。
在现代医学、信息技术、能源等许多领域中,都有着极其重要的应用。
本文将对于光电集成技术的创新与应用进行探讨。
一、光电集成技术的概述光电集成技术是将多种光电器件进行集成,从而实现多种功能的一种技术。
它可以包括光源、光电芯片、光控件、光传输器件等多种光电器件。
通过对于这些器件的组合,光电集成技术可以实现许多的功能,如光通讯、光处理、光电医学、光驱动等。
光电集成技术是一种新型的技术,其诞生的核心是对于微纳加工技术的普及。
可以说,光电集成技术是在微纳加工技术的基础上发展而来的。
其核心原理是利用微纳加工技术确定微结构形状和大小,以达到精确控制光在器件中的光路和光传输,并实现多种功能的目的。
二、光电集成技术的创新光电集成技术的创新主要集中在以下几个方面:1.微效应器件的创新微效应器件是光电集成技术的基础。
微效应器件在光学通讯、光学处理、光学测量等方面已有广泛的应用,微效应器件主要有微透镜、微光栅、微位移传感器等。
近年来,研究人员对于这些微效应器件进行了广泛研究,并不断开拓更多的应用领域。
2.光学元件的创新光学元件是光电集成技术的核心部分,它们的功能和质量决定了整个系统的性能。
对于光学元件的研究是光电集成技术的重要方面。
研究者们通过对于材料的研究、制备工艺的改进等,不断改进光学元件的性能,从而提升整个光电集成技术的整体水平。
3.光学系统的创新光学系统是光电集成技术的关键部分,光学系统的设计和制造极大影响光电集成技术的性能。
目前,光学系统的完整性、高可靠性、低成本等特性是研究人员密切关注的方面。
研究人员利用计算机辅助设计、3D打印等工具,不断挑战光学系统的极限,挖掘更多的创新点。
三、光电集成技术的应用光电集成技术的应用十分广泛,涵盖多个领域,如医疗、机器视觉、微电子系统等。
1.医疗领域:光电集成技术可以用于光学成像、光谱分析、光学检测等应用,可以提升医疗领域的精度和效率。
光电信息技术的未来发展趋势

光电信息技术的未来发展趋势近年来,光电信息技术在全球范围内得到了快速发展。
随着人工智能、大数据、云计算等新技术的兴起,光电信息技术也在不断向前发展。
那么,光电信息技术的未来发展趋势是什么呢?一、光电器件的精密化和多功能化随着科学技术的不断进步,光电器件的发展也变得越来越复杂和多样化。
未来,光电器件将变得更加精密化和多功能化,这将促进光电信息技术的发展。
比如纳米阵列技术将能够将传统的肖特基二极管或光伏器件等变成更小、更精密和更多功能的光学元件或电学器件。
这些新型光电器件将成为未来新型光电信息技术的基础。
二、光电技术的集成化和智能化未来,光电信息技术将越来越注重集成化和智能化。
以人工智能为例,通过卷积神经网络 (CNN) 等技术,可以自动调节亮度、对比度、色彩饱和度等参数,使图像更加清晰、真实。
此外,智能化的分形编码技术,将能够实现光学图像的更高压缩比,使图像传输更加方便。
在未来光电信息技术的发展中,集成化和智能化的趋势将越来越明显,将加速光电信息技术的普及和应用。
三、绿色、环保型的光电器件应用在光电器件的生产和使用中,环保问题已经成为不可忽视的问题。
在未来,绿色和环保的光电器件将会广泛应用。
比如,利用光学信息技术将会对环境监测、资源显示、地理信息等方面起到重要作用。
同时,可再生能源、资源利用等新型技术的发展,将进一步推动光电器件的绿色、环保型应用,保护我们的环境。
四、新型材料在光电信息技术中的应用新型材料是生产和发展光电信息技术不可缺少的重要支撑。
例如,利用钙钛矿材料制作太阳能电池,可以取得更高的能量转换效率。
同时,石墨烯的出现也能够加速光电信息技术的发展,大大提高光电器件的性能和效率。
此外,新型材料还将加速光电器件的开发过程,降低生产成本。
综上所述,光电信息技术的未来发展趋势,将越来越多地注重精密化、多功能化、集成化、智能化、绿色、环保、高效和低成本等方面,推动光电器件更广泛的应用,为人们提供更便利、更高效的生活和工作方式。
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光电集成的发展及前景摘要 (1)1 引言 (1)2 光电集成的分类 (2)3 光电集成器件 (2)3.1 OEIC光发射机器件 (3)3.2 OEIC光接收机器件 (4)3.3 光中继器件 (5)4 GaAs OEIC和InP OEIC (5)5 光电集成的优点及技术问题 (7)6 光电集成的前景 (8)参考文献 (8)光电集成的应用及前景摘要光电集成技术是继微电子集成技术之后,近十几年来迅速发展的高技术,已吸引了广大人们关注。
本论文主要是介绍光电集成电路的分类和光电集成的器件,简要的分析了两种材料的光电集成电路,并展望了未来广电集成的应用前景。
关键字:光电器件;光电集成;OEIC;AbstractPhotoelectric integration technology is the rapid development of high technology after the microelectronics integration technology, nearly ten years.It has attracted people`s attention. This paper introduces the classification of optoelectronic integrated circuit,and has a briefly analysis of two kinds of material of photoelectric integrated circuits, and discusses the future of the application of photoelectric integration technology1 引言光电集成概念提出至今已有二十多年的历史。
把各种光子和电子元件集成在同一衬底上,除了要解决元件结构和工艺技术的兼容性外,还要选择满足两种元件性能要求的材料。
为了使不同材料互补,按要求进行优化组合,又发展出一种复合衬底材料,即利用异质外延技术,在一种衬底材料上外延另一种衬底材料薄膜,如在硅片上异质外延砷化镓单晶薄膜,在衬底的硅面制作电子元件,在砷化镓薄膜上制作光子元件。
其优点是可以把硅的大规模集成电路技术与砷化镓的光子元件技术结合,改善导热性能,降低成本,提高集成度。
除在硅面上异质外延砷化镓外,还可在砷化镓晶片上异质外延磷化铟单晶薄膜。
利用复合衬底材料,已制出一批光、电子元件,以及光电集成的光发射机和光接收机。
随着光通信、光信息处理、光计算、光显示等学科的发展,人们对具有体积小、重量轻、工作稳定可靠、低功耗、高速工作和高度平行性的光电子集成产生浓厚的兴趣,加之材料科学和先进制造技术的进展使它在单一结构或单片衬底上集成光子器件和电子元件成为可能, 并构成具有单一功能或多功能的光电子集成电路(OEIC)。
简言之,光电集成电路是完成光信息与电信息转换的一种集成电路。
2 光电集成的分类光电电集成电路总体可分为两类:一类是完成光信息到电信息转换的电路,它由光电探测器、放大器及偏置电路组成。
常见的接收器件有光电晶体管、硅光电池等。
OEIC光接收机器件主要由探测器和电子放大电路(晶体管放大器)构成,将光信号经探测器转换成电信号并经放大器放大处理后输出。
要获得高灵敏度、高量子效率的OEIC光接收机,则要提高探测器和晶体管放大器的性能。
对探测器的需求是:高速度、高灵敏度、高响应度、低噪声、小电容、易集成;对放大器的需求是:高跨导、高互阻、高电流增益截止频率和最大振荡频率。
另一类是完成电信息到光信息转换的电路,由光发射器件、驱动电路及偏置电路组成。
常见的发射器件有发光管、激光管、液晶等。
OEIC光发射机器件是由激光二极管(LD)、发光管(LED)及驱动电路构成,一般有三种集成类型:光源和驱动电路的集成;光源和探测器的集成;光源和驱动电路及探测器的集成。
OEIC 光发射机器件研究的重点是高速率LD和驱动电路的集成。
3 光电集成器件OEIC器件是利用光电子技术和微电子技术将光子器件和电子元件单片集成在同一衬底上的单片光电子集成电路器件,主要由LD、发光二极管(LED)、光电二极管(PD)、调制器等光电子有源器件和光波导、耦合器、分裂器、光栅等无源器件,及各种场效应晶体管(FET)、异质结双极晶体管(HBT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)驱动电路、放大器等电子元件构成,其集成方式是上述光电器件的部分组合或全部组合,通常采用垂直结构和二维水平结构等基本结构。
垂直集成结构是分别设计光和电子器件结构,将不同的光电器件以垂直块形式一层挨一层地放置,光电器件的外延层是逐次外延生长的,并用绝缘层进行电隔离。
这种叠层结构的特点是所有层都能在衬底上用一步或重复生长方法依次生长,并可实现三维集成功能。
其好处是:电路简单,生产和制作工艺简单,通过将器件层堆叠提高了实际集成度。
缺点是:设计灵活性差,不能实现高速工作,寄生电容大,不易获得好的隔离和绝缘而使互连困难、平面性差所引起的非平面电互连困难、成品率低及不适合于大规模集成,所以较少采用。
二维水平集成结构是将光器件和电器件水平排列于衬底上,采用一步生长的方法完成集成。
该结构的特点是利用了光器件和电器件相同的晶体层一步生长完成集成。
其好处是:寄生电容小,成品率高。
缺点是加工复杂,由于光器件厚度比电器件厚得多,易形成台阶,产生细小图像较为困难。
二维水平结构是OEIC 器件最感兴趣的结构形式,他可将单元间的电容耦合降到最低,但由于工艺较为复杂,设计时往往要在分离器件性能方面进行折中处理。
OEIC器件主要包括OEIC光发射机器件、OEIC光接收机器件和光中继器件。
3.1 OEIC光发射机器件OEIC光发射机器件是由激光二极管(LD)、发光管(LED)及驱动电路构成,一般有三种集成类型:光源和驱动电路的集成;光源和探测器的集成;光源和驱动电路及探测器的集成。
OEIC光发射机器件研究的重点是高速率LD和驱动电路的集成。
光发射机器件对LD的需求是:低阈值、大功率、窄线宽、模式稳定、高特征温度,并且便于集成。
适合OEIC光发射机器件的激光器有以下两种,隐埋异质结(BH)和法布里-珀罗(FP)腔条形激光器:其性能好,但阈值电流高可引起热相关问题,并且解理或腐蚀的反射镜面使制作工艺复杂化。
分布反馈(DFB)和分布布喇格反射器(DBR)激光器:有低阈值电流(Ith)和量子阱增益结构,InP基LD Ith<10mA(1kA/cm2),GaAs基LD Ith<1mA (<200A/cm2)。
量子阱(QW)LD不仅有极低的Ith,可望在10倍Ith下工作,更有高微分增益和高调制速率,是OEIC光发射器件的最佳光源。
驱动电路的作用是控制通过光源的电流和提供高速调制所需的电功率,有FET、HBT二种。
FET输入阻抗高、功耗低、结构简单,HBT有较高的增益特性和较快的响应速度。
在GaAs短波长中多采用金属-合金-半导体(MES)FET。
在InP长波长中,一般采用金属-绝缘体-半导体(MIS)FET和调制掺杂(MOD)FET。
20世纪90年代以来,具有高互阻、高跨导、低噪声的HBT和HEMT逐步代替各种FET 成为主流,使OEIC发射器件性能得到极大提高。
特别是HBT消除了高栅泄漏电流,并且其垂直几何形状和高速性能非常适合高密度集成。
自OEIC技术诞生以来,主要致力于光发射机器件和光接收机器件的研究,但OEIC光发射机比光接收机的进展缓慢。
目前,GaAs基OEIC发射机已接近实用,InP基OEIC发射机正在研究中。
4.92ftm波长的GaInAsP OEIC发射机3dB带宽已达6.6GHz,采用HEMT的OEIC光发射机调制速率达10Gb/s。
3.2 OEIC光接收机器件OEIC光接收机器件主要由探测器和电子放大电路(晶体管放大器)构成,将光信号经探测器转换成电信号并经放大器放大处理后输出。
要获得高灵敏度、高量子效率的OEIC光接收机,则要提高探测器和晶体管放大器的性能。
对探测器的需求是:高速度、高灵敏度、高响应度、低噪声、小电容、易集成;对放大器的需求是:高跨导、高互阻、高电流增益截止频率和最大振荡频率。
探测器:有雪崩光电二极管(APD)和PIN光电二极管(PD)两种。
APD虽有倍增作用,但因频响限制,使用较少。
使用最多的是低电容、低暗电流的PIN PD,但他和FET集成较为困难。
为适应高速率、宽频带响应的需求,PIN有所改进。
目前已制出具有高速能力的金属-半导体-金属(MSM)PD,其电容更低、工艺简单,但暗电流稍大(10nA以上)。
更有一种多模波导结构(WG)PD,不仅具有大带宽和高量子效率,而且易于和其他波导器件耦合及和光器件集成,因而倍受重视。
晶体管:用作放大器的晶体管有FET、HBT、HEMT等。
大多采用FET,但由于他本身的缺陷使接收机性能不高,和PIN PD集成较困难。
采用改进频带型MODFET虽增加了带宽(最高达18.5GHz)和灵敏度(最高达-19.5dBm)、减少了寄生,但仍难以满足大容量、高速化通信的需要。
HBT具有高速、高电流驱动能力,更有高跨导和十分均匀的阈值,并可进行较高密度封装。
OEIC光接收机的发展趋势是高数字速率和宽频带响应。
目前,最新的OEIC光接收机主要由PIN PD和MSM PD和HBT和HEMT组成。
GaAs基PIN/HEMT已获得36.5 GHz带宽,40 Gb/s速率,改进后可制成58 GHz带宽的毫米波OEIC光接收机。
MSM PD/HEMT OEIC光接收机的最大带宽达38 GHz。
InGaAs/ InP PIN 和InGaAs/InAlAs/InP HEMT 集成的PIN PD/HEMT 光接收机的速率达40~50Gb/s,频带宽达40GHz,可望达60GHz。
若在输入端加半导体光放大器和可调谐滤波器,可获得高灵敏度(-18.5dBm)、高增益(0.7V/W)的OEIC光接收机。
据预测,这种PIN PD/HEMT OEIC光接收机最佳化设计后速率可望达到100 Gb/s,截止频率可望达到100GHz。
多模WG PD使边入射型OEIC光接收机也获重大突破,将WG PD和分布补偿型HEMT放大器集成,获得了46.5 GHz和52 GHz带宽。
3.3 光中继器件OEIC光中继器是将光发射器件、光接收器件和放大电路器件集成在一起,兼有光发射、接收和放大功能。
其特点是不必将光信号检波后再放大,而是直接进行光放大。
已获得在GaAs衬底上制作的PIN PD/FET/BH LD单片集成光中继器,其增益带宽乘积为178MHz。
OEIC光中继器的研究重点是4.27ftm的光-电-光PIN/FET-FET/LD单片集成。