تُستخدم تقنية توليد موجات تيراهيرتز (THz) على نطاق واسع في مجالات مثل استشعار تيراهيرتز، والتصوير الآمن، واختبار المواد غير المدمرة، واتصالات البيانات اللاسلكية تيراهيرتز عالية السرعة. التغاير البصري هو وسيلة لتحقيق انبعاث مستمر لموجة تيراهيرتز قابلة للضبط عن طريق مزج إشارات تردد النبض لوضعي ليزر بأطوال موجية مختلفة من الضوء. ويعتبر حلا بسيطا وفعالا. تعد الثنائيات الضوئية الحاملة أحادية السفر (UTC-PDs)، كمكونات للخلاط البصري، مكونات رئيسية في عمليات التغاير البصري لتحقيق تحويل OE فائق السرعة في نطاق تردد تيراهيرتز. لقد ثبت أن تصميم الكاشف الضوئي الحامل أحادي السفر (MUTC-PD) المعدل مع قسم الامتصاص الهجين يتمتع بسرعة استجابة أسرع وكفاءة تحويل OE أعلى مقارنة بتصميمات UTC-PD التقليدية.PAM-شيامنيمكن أن تنتج رقائق epiwafers MUTC-PD استنادًا إلى ركيزة InP، والبنية المحددة للكاشف الضوئي MUTC، يرجى الرجوع إلى الجدول أدناه:
1. هياكل طبقة الكاشف الضوئي MUTC
PAMP22175 – MUTC-PD
رقم 1 هيكل MUTC للكاشف الضوئي
| رقم الطبقة | مادة | سماكة | تركيز المنشطات (سم-3) |
| 20 | ف-إنب: الزنك | – | – |
| 19 | ع+-InGaAs:الزنك | – | – |
| 18 | ف+-InGaAsP:Zn(Q1.15um) | – | – |
| 17 | ف+-InGaAsP:Zn(Q1.40um) | – | – |
| 16 | ع+-InGaAs:الزنك | – | – |
| 15 | ع+-InGaAs:الزنك | – | – |
| 14 | i-InGaAs | 0.01um | – |
| 13 | ن-InGaAsP: سي (Q1.50um) | – | – |
| 12 | ن-InGaAsP: سي (Q1.15um) | – | – |
| 11 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 10 | ن-إنب: سي | – | – |
| 9 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 8 | ن + -InGaAsP: سي (Q1.30um) | – | – |
| 7 | ن+-إنب: سي | – | 1×1018 |
| 6 | ن + -InGaAsP: سي (Q1.30um) | – | – |
| 5 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 4 | i-InP | – | – |
| 3 | ن + -InGaAs: سي | – | – |
| 2 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 1 | i-InGaAs | – | – |
| 0 | الركيزة SI InP | مخدر الحديد |
رقم 2 الطبقات الفوقية MUTC-PD
| رقم الطبقة | مادة | سماكة | تركيز المنشطات (سم-3) |
| 22 | ف-إنب: الزنك | – | – |
| 21 | ع+-InGaAs:الزنك | – | – |
| 20 | ع+-إنب: الزنك | – | |
| 19 | ف+-InGaAsP:Zn(Q1.10um) | – | – |
| 18 | ف+-InGaAsP:Zn(Q1.40um) | – | – |
| 17 | ع+-InGaAs:الزنك | – | – |
| 16 | ف-InGaAs:الزنك | – | – |
| 15 | ن-InGaAs | – | نيد |
| 14 | ن-InGaAsP: سي (Q1.50um) | – | – |
| 13 | ن-InGaAsP: سي (Q1.15um) | – | – |
| 12 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 11 | ن-إنب: سي | – | – |
| 10 | ن-إنب: سي | 0.1um | – |
| 9 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 8 | ن + -InGaAsP: سي (Q1.30um) | – | – |
| 7 | ن+-إنب: سي | – | |
| 6 | ن + -InGaAsP: سي (Q1.30um) | – | – |
| 5 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 4 | i-InP | – | – |
| 3 | ن + -InGaAs: سي | – | – |
| 2 | ن+-إنب: سي | – | – |
| 1 | i-InGaAs | – | – |
| 0 | الركيزة SI InP | مخدر الحديد |
2. حول MUTC-PD
عادةً، يتكون UTC-PD من طبقة امتصاص الضوء من النوع P وطبقة وصل ذات فجوة نطاق واسعة من النوع N، مع الإلكترونات فقط كحاملات نشطة. ونظرًا لحركة الإلكترونات الأعلى بكثير من حركة الثقب، فإن سرعة انجراف الإلكترونات لها ميزة كبيرة. بالمقارنة مع تأثير تراكم الثقوب في الثنائي الضوئي، مطلوب كثافة ضوء أعلى للتسبب في تأثير تراكم الإلكترونات في الثنائي الضوئي (أي عتبة شدة الضوء). لذلك، يمكن للثنائي الضوئي UTC أن يثبط بشكل فعال تأثير الشحن الفضائي، والذي يسمح أيضًا للكاشف الضوئي UTC بالحفاظ على إخراج إشارة عالي السرعة في ظل كثافة الضوء العالية الساقطة والظروف الحالية العالية.
يعد هيكل الصمام الثنائي الضوئي MUTC بمثابة تحسين لهيكل UTC لتعزيز قدرة الطاقة العالية والاستجابة مع الحفاظ على عرض النطاق الترددي العالي. عن طريق إدخال طبقة InGaAs سميكة بشكل مناسب بين طبقة امتصاص InGaAs غير المنهكة وطبقة الانجراف InP، يمكن زيادة استجابة الثنائي الضوئي UTC. يتم تطعيم طبقة الانجراف InP بـ n كطبقة تعويض الشحن لتقليل تأثير حماية الشحنة الفضائية عند كثافات التيار العالية. تشوه طبقة تعويض الشحنة المجال الكهربائي المدمج مسبقًا لتحقيق توزيع المجال الكهربائي المسطح بكثافة تيار عالية.
يشتمل هيكل الكاشف الضوئي النموذجي MUTC الذي يعمل عند طول موجة 1550 نانومتر على العديد من المكونات الرئيسية، بما في ذلك طبقة امتصاص InGaAs الثقيلة والمخدرة بـ p وطبقة تجميع الإلكترون InP الخفيفة ذات n المخدرة. تشكل طبقة InGaAsP الرقيقة غير المنشورة بين طبقة الامتصاص وطبقة المجمع انتقالًا متدرجًا لفجوة النطاق. في بنية MUTC-PD، سيخضع جزء من جهاز الامتصاص لتنشيط n خفيف وسيتم استنفاده بالكامل في ظل انحياز عكسي مناسب. بالمقارنة مع UTC-PD التقليدي، يتم تسريع الموجات الحاملة المولدة بالصور بواسطة المجال الكهربائي القوي المتولد في منطقة الاستنفاد، مما يؤدي إلى تسريع سرعة استجابة MUTC PD.
لمزيد من المعلومات، يرجى الاتصال بنا على البريد الإلكترونيvictorchan@powerwaywafer.com و powerwaymaterial@gmail.com.