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J-GLOBAL ID：202102252773423071   整理番号：21A2171729

フォトニック集積FBGインタロゲータ用のゲルマニウム光検出器と集積したシリコン導波路【JST・京大機械翻訳】

Silicon Waveguide Integrated with Germanium Photodetector for a Photonic-Integrated FBG Interrogator

著者 (9件)： Li Hongqiang (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zhang Sai (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zhang Zhen (School of Computer Science and Technology, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zuo Shasha (Tianjin Textile Fiber Inspection Institute, Tianjin 300192, China) ,  Zhang Shanshan (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zhang Shanshan (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Sensor and Sensing Network Technology, Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China) ,  Sun Yaqiang (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zhao Ding (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China) ,  Zhang Zanyun (Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Detection Technology and Systems, School of Electronics and Information Engineering, Tiangong University, Tianjin 300387, China)
資料名： Nanomaterials (Web)  (Nanomaterials (Web))
巻： 10  号： 9  ページ： 1683  発行年： 2020年 
JST資料番号： U7252A  ISSN： 2079-4991  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： スイス (CHE)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： シリコンオンインシュレータ導波路上に集積した垂直結合ゲルマニウム(Ge)導波路検出器とデバイスの光場分布と吸収効率の解析を通して最適化したデバイス構造を報告した。設計した光検出器はIMECにより製造され,試験はデバイスが良好な性能を有することを示した。本研究では,Ge PINの構造と,デバイスの性能に及ぼす光検出器(PD)導波路パラメータの影響を理論的および実験的に説明した。異なる構造の導波路検出器のシミュレーションと最適化を行った。デバイス構造,量子効率,スペクトル応答,応答電流,入射光強度による変化,およびPIN型Ge導波路検出器の暗電流を計算した。試験結果は,光の約90%が20mのGe長さと500nmのGe厚さを有するGe導波路によって吸収されることを示した。PDの量子効率は90.63%に達することができる。1V,2Vおよび3Vの逆バイアスの下で,Cバンドにおける検出器平均応答性は1.02A/W,1.09A/Wおよび1.16A/Wに達し,応答時間は200nsであった。暗電流は1Vの逆バイアス電圧で3.7nAであった。提案したシリコンベースのGe PIN PDは,フォトニック集積アレイ導波路格子(AWG)ベースのファイバBragg格子(FBG)インターロゲートのための検出器アレイの統合に有益である。Copyright 2021 The Author(s) All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 最適化 ,  電流 ,  *光検出器 ,  応答特性 ,  *ケイ素 ,  *ゲルマニウム ,  暗電流 ,  素子構造 ,  量子効率 ,  *導波路
準シソーラス用語： スペクトル応答 ,  ファイバBraggグレーティング ,  バイアス電圧 ,  逆バイアス ,  入射光 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (4件)： 光検出器 ,  ゲルマニウム ,  PIN ,  シリコンフォトニクス

分類 (4件)： 測光と光検出器一般  (BD07031F) ,  その他の光伝送素子  (BD06040S) ,  光導電素子  (NC03083X) ,  光導波路,光ファイバ,繊維光学  (BD06030H)

引用文献 (21件)：

• Monireh, M.P.F.; Glenn, C.; Odile, L. Responsivity optimization of a high-speed germanium-on-silicon photodetecor. Opt. Express 2016, 24, 27738.
• Goyal, P.; Kaur, G. High-responsivity germanium on silicon photodetectors using FDTD for high-speed optical interconnects. Arab. J. Sci. Eng. 2018, 43, 415-421.
• Dong, Y.; Wang, W.; Xu, S.Q.; Lei, D.; Gong, X.; Guo, X.; Wang, H.; Shuh-Ying, L.; Wan-Khai, L.; Soon-Fatt, Y.; et al. Two-micron-wavelength germanium-tin photodiodes with low dark current and gigahertz bandwidth. Opt. Express 2017, 25, 15818.
• Liu, J.F.; Sun, X.C.; Rodolfo, C.A.; Lionel, C.K.; Jurgen, M. Ge-on-si laser operating at room temperature. Opt. Lett. 2010, 35, 679-681.
• Lee, M.J.; Choi, W.Y. Effects of parasitic resistance on the performance of silicon avalanche photodetectors in standard cmos technology. IEEE Electron Device Lett. 2016, 37, 60-63.

タイトルに関連する用語 (6件)： 集積 ,  FBG ,  ゲルマニウム ,  光検出器 ,  シリコン ,  導波路