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綜述 4 T/ ~erc hH?ke(&=f 在本例中，我們將研究混合硅基光電探測器的各項性能。單行載流子（uni-traveling carrier，UTC）光電探測器（PD）由InP/InGaAs制成，其通過漸變耦合的方式與硅波導相連。在本次仿真中，F(xiàn)DTD模塊將分析光電探測器的光學響應，CHARGE模塊將分析器件的電學特性。 ,z Bc-Cm PCKxo;bD L#_QrR6Sny M|$A)D1 背景 <&t[E0mU <g8 {LG0 光電探測器的主要作用是將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，以解碼出加載到光信道上編碼的信息。因此我們可以使用Lumerical的光學和電學求解器對此類器件進行精確模擬和優(yōu)化。首先采用時域有限差分（FDTD）方法模擬了光電探測器的光學特性，計算光學吸收功率可以得出電子-空穴對的局部產(chǎn)生率。然后，將光學仿真求得的電子空穴對產(chǎn)生速率導入電學仿真（CHARGE）中用于求解的連續(xù)性方程。 xt XK3[s z7*mT}Q 對于高速光電二極管，通過將吸收層與收集層解耦，可以使用單行載流子（UTC）設計來優(yōu)化渡越時間響應[1]。在傳統(tǒng)的PIN結(jié)構(gòu)中，載流子是在本征區(qū)中光生的，在本征區(qū)中，強場將載流子分離以產(chǎn)生光電流。載流子的速度通常是有限的，并且在大多數(shù)常見的材料（如鍺）中空穴比電子慢，這會導致延遲和不對稱響應。通過結(jié)合窄帶隙和寬帶隙半導體，可以隔離單個載流子類型（通常是電子），使得器件的光響應僅取決于這些載流子的傳輸。然而，與PIN光電二極管相比，UTC的能帶結(jié)構(gòu)要求通常需要III-V材料來實現(xiàn)，這使得在與硅基光子系統(tǒng)集成時面臨額外的挑戰(zhàn)。 x1#6~283 kf)s3I/`( 本例中光電探測器是基于集成在硅基光子系統(tǒng)上的InP/InGaAs混合波導光電二極管所設計的[2]。其包括100nm厚的InP鍵合/匹配層、250nm厚的GaAs吸收體和700nm厚的In P本征收集層。材料堆疊和相關的帶結(jié)構(gòu)如下圖所示。測量了長度為25um、50um和150um的光電探測器[2]。
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