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短通讯:基于增益峰化(Gain-peaking)技术实现锗硅超100G光信号接收
近日,来自中国信科集团和国家信息光电子创新中心的硅光团队设计了一种基于增益峰化(Gain -peaking)技术的高性能锗硅光电探测器,在不改变锗硅有源区结构和工艺的条件下,实现了带宽性能的显著提升。该团队研究人员通过建立精确RC等效电路模型与有限元仿真设计,引入合适电感值,降低Gain Peaking技术带来的不同速率相位延迟导致的信号失真与劣化,最终将3-dB光-电转换模拟带宽提高至62 GHz,同时响应度≥0.8 A/W。基于该款探测器,实验验证最高100 Gbit/s OOK和128 Gbit/s PAM-4光信号接收。此次报道单波超100 Gbaud光电探测器为当前国际上在锗硅光电探测技术报道的最高速率,结合硅光技术低成本优势,在下一代光模块向800 GbE乃至超Tb/s持续发展中,存在巨大潜力。
图1. Gain-peaking锗硅探测器等效电路模型与3-dB带宽仿真结果,以及100 Gbit/s NRZ和128 Gbit/s PAM-4光接收实验测试眼图。
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作者简介
吴定益,现为武汉邮电研究院研究生,师从肖希教授。
于2017年获得湖北大学学士学位。自2019年6月起,作为访问生在国家信息光电子创新中心工作。他目前的研究重点是高速锗硅光电探测器。
胡晓,现任中国信息通信科技集团(CICT)国家信息光电子创新中心高级工程师。
王磊,国家信息光电子创新中心硅光部经理。
肖希,博士,教授级高工,国家信息光电子创新中心总经理,中国信息通信科技集团光纤通信技术和网络国家重点实验室副主任。
62 GHz germanium photodetector with inductive gain peaking electrode for photonic receiving beyond 100 Gbaud
Dingyi Wu, Xiao Hu, Weizhong Li, Daigao Chen, Lei Wang, Xi Xiao
J. Semicond. 2021, 42(2): 020502
doi: 10.1088/1674-4926/42/2/020502
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