Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Phys_Optics / Lecture_18_OFC.ppt
Скачиваний:
71
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
9.06 Mб
Скачать

Лекция 18: Оптические телекоммуникационные системы

Фотоприемники

Базовые элементы оптической линии

Точка – точка (Point – to – point)

Приемник: Фотодиоды

Приемник: Фотодиоды

Различные структуры фотодиодов

MSM

(Metal Semiconductor Metal)

PIN

APD

Layer Structure

 

Features

 

 

 

 

Simple, Planar,

Semiinsulating GaAs

 

 

Low Capacitance

 

 

Low Quantum Efficiency

Contact

InGaAsP p

5x1018

Trade-off Between

Absorption

InGaAs

n-

5x1014

Quantum efficiency

Contact

InP

n

1x1019

and Speed

Contact

InP

p

1x1018

Gain-Bandwidth:

Multiplication

InP

n

5x1016

120GHz

Transition

InGaAsP n

1x1016

Low Noise

Absorption

InGaAs

n 5x1014

Difficult to make

Contact

InP

n

1x1018

Complex

Substrate

InP

Semi insulating

Waveguide

Absorption Layer

High efficiency

High speed

 

Guide Layers

Difficult to couple into

Key:

 

Absorption Layer

Contact layers

Принцип работы PIN диода

ВАХ

needed sic “I”

V

Carriers absorbed here must diffuse to the intrinsic layer before they recombine if they are to contribute to the photocurrent. Slow diffusion can lead to slow “tails” in the temporal response.

Основные характеристики фотодиода

• Internal

Quantum Efficiency

•External

Quantum efficiency

• Responsivity

•Photocurrent

 

 

Number of Collected electrons

 

 

 

 

 

 

W

 

 

 

 

i

 

 

 

 

 

 

 

1 e

 

 

 

 

 

Number of Photons *Entering* detector

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Number of Collected electrons

 

 

 

 

 

iph / q

 

 

 

 

W

e

 

 

 

 

1 Rp 1 e

 

Number of Photons *Incident* on detector

Po / h

 

R

 

Photo Current (Amps)

 

iph

 

q

 

1 Rp 1 e

W

 

 

Incident Optical Power (Watts)

Po

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fraction Transmitted into Detector

P

 

 

W

 

iph q

o

1 Rp

 

 

1 e

 

RPo

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Incident Photon Flux

Fraction absorbed in

(#/sec)

detection region

Чувствительность фотодиода

R he M

Выходной ток на 1Вт световой мощности (типичная величина 0.5 A/Вт)

Спектральные характеристики

Absorption coefficient vs. Wavelength

Photodiode Responsivity vs. Wavelength

for several materials

for various materials

(Bowers 1987)

(Albrecht et al 1986)

Соседние файлы в папке Phys_Optics