Научная
деятельность
Университет ИТМО

Меню

О фотоприёмниках спектрального диапазона

РЕЗОНАНСНЫЙ P-I-N
ФОТОПРИЕМНИК СПЕКТРАЛЬНОГО
ДИАПАЗОНА 840–860 НМ

КОМАНДА

КОЛОДЕЗНЫЙ
Евгений Сергеевич
руководитель ПО НИОКР
аспирант
ЕГОРОВ
Антон Юрьевич
научный консультант ПО НИОКР
д.ф.-м.н.

 

ИСПОЛНИТЕЛИ

Новиков Иннокентий Игоревич
Курочкин Александр Сергеевич
Козырева Ольга Андреевна
Иванов Константин Александрович
Рочас Станислав Станиславович
Шарипо Константин Дмитриевич

 

ОПИСАНИЕ

Современные фотоприемники широко применяются для эффективного преобразования оптического излучения, несущего информацию в сверхвысокочастотный электрический сигнал с минимальным количеством ошибок.

К основным требованиям, предъявляемым к фотоприемникам, относятся высокая фоточувствительность в требуемом диапазоне электромагнитных волн, низкий уровень шумов и быстрый отклик.

Широко распространенные фотоприемники p-i-n типа соответствуют предъявляемым требованиям, но для дальнейшего увеличения скорости работы необходимо уточнять активную область для уменьшения емкости, что соответственно уменьшает фоточувствительность. Вследствие этого сложно изготовить однопроходный фотоприемник типа p-i-n, обладающий одновременно высокой фоточувствительностью и быстродействием. Для увеличения чувствительности фотоприемника при

сохранении быстродействия активную область можно поместить в резонатор, образованный двумя зеркалами и обеспечивающий многократное прохождение светового излучения через поглощающий слой. Такая конструкция и будет называться резонансным фотоприемником (РФП).

Конструкция кристалла РФП p-i-n разрабатывалась с учетом дизайна эпитаксиальной гетероструктуры. Пара слоев Al0.9 Ga0.1 As/Al0.12 Ga0.88 As, используемые для разработки брэгговского отражателя, продемонстрировали коэффициент отражения близкий к 100% в диапазоне длин волн 840-860 нм. Выбор толщины и материалов слоев во многом определялся распределением световой волны в гетероструктуре РФП p-i-n. Выбранные толщины обеспечивают максимум световой волны в поглощающем i-слое и минимум в верхнем контактном p-слое. В качестве материала поглощающего слоя используется GaAs, обеспечивающий поглощение электромагнитного излучения в диапазоне 850 нм.


Общий вид спроцессированной гетероструктуры  

 

ПРЕИМУЩЕСТВА
  • Оптимальное отношение чувствительности к предельной частоте модуляции;
  • Более узкая полоса поглощения благодаря резонансной конструкции;
  • Высокое качество однородности состава слоев и планарности гетерограниц.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
  • Рабочий диапазон длин волн: 840-860 нм;
  • Чувствительность не менее 0,5 А/Вт на длине волны 850 нм;
  • Предельная частота модуляции не менее 10 ГГц.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
  • Волоконно-оптическая линия связи.

# фотоприемник

# кристаллы

Увеличенное изображение кристалла  
фотоприемника  


Разбраковка кристаллов фотоприемника  
под зондовой станцией