La technologie de génération d'ondes térahertz (THz) est largement utilisée dans des domaines tels que la détection térahertz, l'imagerie de sécurité, les tests non destructifs de matériaux et la communication de données sans fil térahertz à haut débit. L'hétérodyne optique est une méthode permettant d'obtenir une émission d'ondes térahertz accordable en continu en mélangeant les signaux de fréquence de battement de deux modes laser avec différentes longueurs d'onde de lumière. C’est considéré comme une solution simple et efficace. Les photodiodes à porteur uni-voyage (UTC-PD), en tant que composants de mélangeur optique, sont des composants clés dans les processus optiques hétérodynes pour obtenir une conversion OE ultrarapide dans la gamme de fréquences térahertz. Il a été prouvé qu'une conception modifiée de photodétecteur à support uni-voyage (MUTC-PD) avec une section d'absorbeur hybride offre une vitesse de réponse plus rapide et une efficacité de conversion OE plus élevée par rapport aux conceptions UTC-PD traditionnelles.PAM-XIAMENpeut produire des épiwafers MUTC-PD à base de substrat InP, structure spécifique du photodétecteur MUTC, veuillez vous référer au tableau ci-dessous :

1. Structures de couches de photodétecteurs MUTC

PAMP22175 – MUTC-PD

Épi-structure du photodétecteur MUTC n°1

Couches épitaxiales MUTC-PD n ° 2

2. À propos de MUTC-PD

En règle générale, UTC-PD est composé d'une couche d'absorption de la lumière de type P et d'une couche de jonction à large bande interdite de type N, avec uniquement des électrons comme porteurs actifs. En raison de la mobilité des électrons beaucoup plus élevée que celle des trous, la vitesse de dérive des électrons présente un avantage significatif. Par rapport à l'effet d'accumulation de trous dans la photodiode, une intensité lumineuse incidente plus élevée est nécessaire pour provoquer l'effet d'accumulation d'électrons dans la photodiode (c'est-à-dire l'intensité lumineuse seuil). Par conséquent, la photodiode UTC peut supprimer efficacement l'effet de charge d'espace, ce qui permet également au photodétecteur UTC de maintenir une sortie de signal à grande vitesse dans des conditions d'intensité lumineuse incidente élevée et de courant élevé.

La structure de photodiode MUTC est une amélioration par rapport à la structure UTC pour améliorer la capacité de puissance et la réactivité élevées tout en conservant une bande passante élevée. En insérant une couche d'InGaAs non dopée d'épaisseur appropriée entre la couche d'absorption d'InGaAs non épuisée et la couche de dérive d'InP, la réactivité de la photodiode UTC peut être augmentée. La couche de dérive InP est dopée avec n comme couche de compensation de charge pour réduire l'effet de protection contre les charges d'espace à des densités de courant élevées. La couche de compensation de charge pré-déforme le champ électrique intégré pour obtenir une distribution de champ électrique plate à haute densité de courant.

Une structure de photodétecteur MUTC typique fonctionnant à une longueur d'onde de 1 550 nm comprend plusieurs composants principaux, notamment une couche d'absorption InGaAs lourdement dopée p et une couche de collecte d'électrons InP légère dopée n. La fine couche d'InGaAsP non dopée entre la couche d'absorption et la couche collectrice forme une transition de bande interdite graduée. Dans la structure MUTC-PD, une partie de l'absorbeur subira un léger dopage n et sera complètement épuisée sous une polarisation inverse appropriée. Par rapport à l'UTC-PD traditionnel, les porteurs photogénérés sont accélérés par le fort champ électrique généré dans la région d'épuisement, ce qui accélère la vitesse de réponse du MUTC PD.

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