随著(zhe)信息時(shí)代的(de)飛(fēi)速發展，信息傳播與人(rén)類生(shēng)活密切相(xiàng)關，而光(☆guāng)信号則被廣泛用(yòng)作(zuò)傳播信息的(de)載體(tǐ)。在信息傳播的(de)終端，需要(yào)将光(gu✔āng)信号轉化(huà)為(wèi)電(diàn)信号，以便于進行(xíng)信息的(de)處理(lǐ)與™存儲，而光(guāng)電(diàn)探測器(qì)作(zuò)為(wèi)能(néng)夠進行(xíng)光(guāng)電(diàn)轉化(huà)的(de)元器(qì)件(>jiàn)，在光(guāng)電(diàn)系統中有(yǒu)著(zhe)大(dà)量重要(yào)的(de)應用(yòng)。

美(měi)佩洛西(xī)公然蹿台後，中國(guó)人(rén)民(mín)解放(fàng)軍為(wèi)捍衛國(guó)家(jiā)尊嚴，捍衛祖國(guó)領土(tǔ)÷完整，舉行(xíng)了(le)史無空(kōng)前的(de)大(dà)規模圍台軍演，飛(fēi)機(jī)轟鳴，導彈掠過，這♥(zhè)不(bù)僅僅讓台獨分(fēn)子(zǐ)們戰戰兢兢，更提醒我們光(guāng)電(diàn)探測器(qì)在軍用(yòng)領域的(de)作(zu☆ò)用(yòng)不(bù)容小(xiǎo)觑，軍用(yòng)導彈的(de)制(zhì)導方式是(shì)以紅(hóng)外(wài)制(zhì)導為(wèi) 主，同時(shí)為(wèi)了(le)提高(gāo)導彈的(de)抗紅(hóng)外(wài)幹擾能(n↑éng)力，引入了(le)紫外(wài)制(zhì)導和(hé)紅(hóng)外(wài)制(zhì)導共‌同作(zuò)用(yòng)的(de)雙色制(zhì)導方式，這(zhè)使得(de)導彈可(kě)以适應更加複雜(zá)的(de)電(diàn)子(zǐ)對(duì)抗環境，準→确地(dì)探測出定位光(guāng)源，從(cóng)而大(dà)大(dà)地(dì)提升導彈的(de)命中能(néng)力。

在醫(yī)療領域，随著(zhe)新冠疫情的(de)爆發，無接觸式體(tǐ)溫檢測成為(wèi)切斷病毒傳播途徑，保障生(sδhēng)命安全的(de)一(yī)大(dà)保障。紅(hóng)外(wài)光(guāng)電(diàn)探測器(✔qì)能(néng)夠檢測出人(rén)體(tǐ)發出的(de)紅(hóng)外(wài)光(guāng↑)強度，從(cóng)而正确判斷出人(rén)體(tǐ)的(de)溫度，為(wèi)疫情防控作(zuò)出了(le)不(bù)可(kě)磨滅α的(de)貢獻。同時(shí)在成像領域，光(guāng)電(diàn)探測器(qì)是(shì)CMOS圖像傳感器(qì)的(de)核心元件(jiànγ)之一(yī)，能(néng)夠通(tōng)過光(guāng)電(diàn)效應，将相(xiàng)應的(de)可(kě)見Ω(jiàn)光(guāng)信号轉換為(wèi)電(diàn)荷信号，再經過放(fàng)大(dà)電(diàn)路(lù)和(hé)控制(zhì)模塊的↔(de)作(zuò)用(yòng)，就(jiù)将這(zhè)個(gè)紛繁精彩的(de)世界呈現(xiàn)在我們的(de)眼前‌。

 

光(guāng)電(diàn)探測器(qì)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

光(guāng)電(diàn)探測器(qì)在光(guāng)通(tōng)信系統中對(duì)于将光(guāng)轉變成電(diàn)起著(zhe)重要(yào)作α(zuò)用(yòng)，這(zhè)主要(yào)是(shì)基于半導體(tǐ)材料的(de)光(guāng)生(shēng)伏特效應$，所謂的(de)光(guāng)生(shēng)伏特效應是(shì)指光(guāng)照(zhào)使不(bù)均勻半導體(tǐ)或半導體(tǐ)與金(jīn)屬結合的(de)不(bù≈)同部位之間(jiān)産生(shēng)電(diàn)位差的(de)現(xiàn)象。要(yào)↔了(le)解光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)。我們首先需要(yào)知(zhī)道(₹dào)光(guāng)電(diàn)導效應，光(guāng)電(diàn)導效應是(shì)指在光(guāng)線作(zuò)用(∑yòng)下(xià)，電(diàn)子(zǐ)吸收光(guāng)子(zǐ)能(néng)量從(cóng)鍵合狀态過度到(dào)自(zì)由狀态，而引起$材料電(diàn)導率的(de)變化(huà)。即當光(guāng)照(zhào)射到(dào)光(guāng)電(diàn)導體(tǐ)上↑(shàng)時(shí)，若這(zhè)個(gè)光(guāng)電(diàn)導體(tǐ)為(wèi)本征半導體(tǐ)材料，且♣光(guāng)輻射能(néng)量又(yòu)足夠強，光(guāng)電(diàn)材料價帶上(shàng)的(de)電(diàn)子(zǐ)将被激發到(dào)導帶上(shàng)去(q&ù)，使光(guāng)導體(tǐ)的(de)電(diàn)導率變大(dà)。是(shì)指由輻射引起被照(zhào)射材料電(diàn)導率改變的(de)一(yī)種物(wù‍)理(lǐ)現(xiàn)象，光(guāng)子(zǐ)作(zuò)用(yòng)于光(guāng)電(diàn)導材料，形成本征吸收或雜(zá)質吸收，産生(shēng)附γ加的(de)光(guāng)生(shēng)載流子(zǐ)，從(cóng)而使半導體(tǐ)的(de)電(diàn)導率發生$(shēng)變化(huà)，從(cóng)而完成光(guāng)到(dào)電(diàn)的(de)轉化'(huà)。

光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)基本工(gōng)作(zuò)機(jī)理(lǐ)包括三個(gè)過程：1.光(guāng)生(shēng)載流子(zǐ)€在光(guāng)照(zhào)下(xià)産生(shēng)；2.載流子(zǐ)擴散或漂移形成電(diàn)流；3.光(guāng)&電(diàn)流在放(fàng)大(dà)電(diàn)路(lù)中放(fàng)大(dà)并轉換為(wèi)♠電(diàn)壓信号。當探測器(qì)表面有(yǒu)光(guāng)照(zhào)射時(shí)，如(rú)果材料禁帶✔寬度小(xiǎo)于入射光(guāng)光(guāng)子(zǐ)的(de)能(néng)量即<hv，則價帶電(diàn)子(zǐ)可($kě)以躍遷到(dào)導帶形成光(guāng)電(diàn)流。

 

光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)發展方向

 

自(zì)驅動光(guāng)電(diàn)探測器(qì)

近(jìn)年(nián)來(lái)，随著(zhe)石油，天然氣等資源的(de)逐漸稀缺，人(rén)們意識到(dào¶)了(le)節能(néng)減碳的(de)重要(yào)性，因此對(duì)于電(diàn)子(zǐ)元器(qì)件(jiàn)的(de)發展提出了(le)低(dī)能(∞néng)耗的(de)要(yào)求。在這(zhè)個(gè)背景之下(xià)，自(zì)驅動光(guāng)>電(diàn)探測器(qì)的(de)概念便孕育而生(shēng)。自(zì)驅動光(guāng)電(diàn)探測器(qì)指的(de)是(shì)器(qì)件(jiàn)在無需外(wài)加偏€壓的(de)情況下(xià)即可(kě)對(duì)入射光(guāng)作(zuò)出響應，獲得(de)響應電(diàn)流。其原理(lǐ)是(shì)利用(yòng)pn結或者是‍(shì)肖特基結的(de)內(nèi)建電(diàn)場(chǎng)分(fēn)離(lí)電(diàn)子(zǐ)空(kōng)穴對(duì)，并且驅動載流子(zǐ)向電(diàn)極運₩動，從(cóng)而形成電(diàn)流。自(zì)驅動光(guāng)電(diàn)探測器(qì)符合電(diàn)子(zǐ)元器(qì)件(jiàn)小(xiǎo)型化(huà)，集成化(↑huà)和(hé)低(dī)功耗的(de)發展趨勢，成為(wèi)了(le)近(jìn)年(nián)來(≥lái)的(de)研究重點。如(rú)圖為(wèi)深圳大(dà)學屈軍樂(yuè)教授等人(rén)在《Nano Energy》上(shàn☆g)提出的(de)新型鈣钛礦自(zì)驅動光(guāng)電(diàn)探測器(qì)原理(lǐ)示意圖。

表面等離(lí)子(zǐ)體(tǐ)共振效應的(de)應用(yòng)

在光(guāng)電(diàn)探測器(qì)中利用(yòng)表面等離(lí)子(zǐ)體(tǐ)共振效應可(kě)以有(yǒu)效地(dì)增強器(qì)件(jiàn)的(de)光(guāng)吸收，擴展器(qì)件(jiàn)的(de)光(guāng)吸收譜×，從(cóng)而産生(shēng)更多(duō)的(de)電(diàn)子(zǐ)空(kōng)穴對(duì)，提高(gāo)器(qì )件(jiàn)的(de)響應電(diàn)流，并且共振波長(cháng)能(néng)夠被金(jīn)屬納米結構的(de)介電(diàn)環境，尺寸和(hé)形狀所改變，從(★cóng)而調節吸收波段。規律性分(fēn)布的(de)金(jīn)屬納米結構，如(rú)孔陣列或者栅線等，能(néng)夠和(hé)光(guāng)發生(shēn≥g)相(xiàng)互作(zuò)用(yòng)，從(cóng)而提升器(qì)件(jiàn)的(de)光(guāng)吸收能(néng)力。除此之外(wài)，從(cóng)圖中能(néng)夠σ看(kàn)出在金(jīn)屬納米粒子(zǐ)的(de)表面存在著(zhe)大(dà)量自(zì)由振蕩的(de)電(diàn)子±(zǐ)，并且其具有(yǒu)一(yī)定的(de)頻(pín)率，當這(zhè)個(gè)頻(pín)率與入射光(guāng)的(de)頻(pín)率©相(xiàng)等時(shí)，那(nà)麽在金(jīn)屬納米粒子(zǐ)表面的(de)局部區(qū)域內(nèi)光(guāng)子(zǐ)與電(diàn)≤子(zǐ)發生(shēng)共振，從(cóng)而大(dà)大(dà)地(dì)增強了(le)器(qì)件(jiàn)對(duì)光(guāng)的(de)吸收。後者的(de)激發條件(jiàn≥)比較簡單，即金(jīn)屬納米粒子(zǐ)的(de)大(dà)小(xiǎo)應小(xiǎo)于入射光(guāng)的(de)波長(cháng)，且改變其大(dà)小(xiǎo)能♦(néng)夠調控共振波段，因此可(kě)調節性更好(hǎo)，應用(yòng)更加靈活，被廣泛地(dì)用(yòng)于加強器(qì)件(jiàn)的(βde)性能(néng)。

 

與CMOS兼容的(de)矽基波導型光(guāng)電(diàn)探測器(qì)

矽基波導型光(guāng)電(diàn)探測器(qì)作(zuò)為(wèi)一(yī)類重要(yào)的(de)光(gu₹āng)電(diàn)探測器(qì), 由于其能(néng)與标準的(de) CMOS 工(gōng)藝兼容以及制(zhì)備工(gōng)藝簡單等性能(néng), 因而在光♣(guāng)電(diàn)子(zǐ)單片集成方面具備廣闊的(de)市(shì)場(chǎng)應用(yòngΩ)前景。

由于矽基光(guāng)子(zǐ)學能(néng)夠利用(yòng)現(xiàn)已大(dà)規模應用(yòng)的(de)微 (wēi)電(diàn)子(zǐ)工(gōng)藝線, 使得(de)其具備了(le)很(hěn)好(hǎo)的(de)成本優勢和(hé)廣闊的(de)應用(y​òng)前景, 尤其是(shì)近(jìn)年(nián)來(lái)國(guó)外(wài)各大(dà)研究機(jī♠)構在此領域取得(de)了(le)顯著的(de)進展。迄今為(wèi)止,一(yī)系列的(de)矽光(guāng)子(zǐ)'器(qì)件(jiàn)比如(rú)低(dī)損耗光(guāng)波導、光(guāng)衰減器(qì)、光(guāng)波分(fēn)複用(yòng)/解複用(yòn‍g)器(qì)、矽激光(guāng)器(qì)等被相(xiàng)繼報(bào)道(dào)。2006年(nián)Intel和(©hé)加州大(dà)學洛杉矶分(fēn)校(xiào)宣布研究成功世界上(shàng)第一(yī)支混合型 ≈Si-InP 激光(guāng)器(qì)。2022年(nián)浙江大(dà)學的(de)葉鵬、肖涵等人(♥rén)，制(zhì)作(zuò)出了(le)具有(yǒu)超高(gāo)響應度和(hé)比探測率的(de)Si-CMOS兼容2D PtSe2基自(zì)驅動光(guāng)電(diàn)探測★器(qì)，這(zhè)種二硒化(huà)鉑/超薄二氧化(huà)矽/矽異質結構的(de)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)具有(yǒu)高(gāo)性能(néng)、空(kōng)氣穩∞定、自(zì)驅動、室溫寬帶等優異性能(néng)。

利用(yòng)矽器(qì)件(jiàn)技(jì)術(shù)制(zhì)作(zuò)p-n和(hé)₽p-i-n二極管型的(de)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)早已實現(xiàn), 這(zhè)種探測器(qì)的(de)峰值響應大(dà)約在700nm，适合用(yòn g)于光(guāng)通(tōng)信中的(de)850nm波段的(de)探測；缺點是(shì)無法應用(yòng)現(xiàn)今光(guāng)通(tōng)信的(de)波段1★550nm，不(bù)能(néng)實現(xiàn)微(wēi)電(diàn)子(zǐ)與光(guāng)波回路(lù)進行(xíng)集成。一(yī)≤種解決的(de)方法是(shì)通(tōng)過把Ⅲ -Ⅴ族探測器(qì)通(tōng)過鍵合的(de)方式集成在矽集成光(guāng)路(lù)上(shàng)；另一(yī)種解決方法是∑(shì)通(tōng)過離(lí)子(zǐ)注入形成深能(néng)級缺陷,利用(yòng)缺陷吸收來(lái)實現(xiàn)矽對(duì) 1550nm 波長(cháng)的(de♣)探測。近(jìn)年(nián)來(lái)國(guó)外(wài)幾個(gè)研究機(jī)構利¶用(yòng)該方法制(zhì)備的(de)矽1550nm光(guāng)電(diàn)探測器(qì)性能(néng)上(shàn≠g)有(yǒu)了(le)極大(dà)改善。除了(le)通(tōng)過離(lí)子(zǐ)注入引入深能(néng)級缺陷制(zhì)¥作(zuò)矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)，使用(yòng)Ge/Si異質結、Al​GaInAs-Si混合集成等方法也(yě)是(shì)國(guó)內(nèi)外(wài)制(zhì)作(zuò)矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)$常用(yòng)手段。

中國(guó)及全球光(guāng)電(diàn)探測器(qì)行(xíng)業(yè)市(shì)場(chǎng)現(xiàn)狀分(fē®n)析

我們結合國(guó)內(nèi)外(wài)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)相(xiàng)關刊物(wù)的(de)基礎信息以及光(guāng)電(diàn)探測器™(qì)行(xíng)業(yè)研究單位提供的(de)詳實資料，結合深入的(de)市(shì)場(chǎng)調研資料，立足于當前全球及中φ國(guó)宏觀經濟、政策、主要(yào)行(xíng)業(yè)的(de)對(duì)光(guāng)™電(diàn)探測器(qì)行(xíng)業(yè)的(de)影(yǐng)響，并對(duì)未來(lái)光(guāng)電(±diàn)探測器(qì)行(xíng)業(yè)的(de)發展趨勢和(hé)前景進行(xíng)分(fēn)析和(hé)預σ測。

矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)全球市(shì)場(chǎng)

矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)在本文(wén)內(nèi)是(shì)指矽漂移檢測器(qì)（SDD）和(hé)矽光(<guāng)電(diàn)倍增管（SiPM）。全球矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)主要(yào)廠(chǎng)商有(yǒu)Hamamatsu、ON Se∞miconductor、Broadcom、First Sensor、AdvanSiD等，全球前五大(dà)廠(chǎng)商共占有(yǒu)大(dà)約75%的(de)市(shìα)場(chǎng)份額。

目前北(běi)美(měi)是(shì)全球最大(dà)的(de)矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì')市(shì)場(chǎng)，占有(yǒu)大(dà)約40%的(de)市(shì)場(chǎng)份額，之後是(shì)中國(guπó)和(hé)歐洲市(shì)場(chǎng)，二者共占有(yǒu)超過35%的(de)份額。2020年(nián)，全球矽基光(guāng)電(d∏iàn)探測器(qì)市(shì)場(chǎng)規模達到(dào)了(le)830萬美(měi)元，預計(jì)2026年(nián)可(kě)以達到(d♣ào)1300萬美(měi)元，年(nián)複合增長(cháng)率(CAGR)為(wèi)6.9% (2021-2027)。™與此同時(shí)、中國(guó)市(shì)場(chǎng)規模增長(cháng)快(kuài)速，預計(jì)在未來(lái)6年(nián)內(nèi)的(de)增長™(cháng)率有(yǒu)望比肩全球市(shì)場(chǎng)。

光(guāng)譜儀光(guāng)電(diàn)探測器(qì)市(shì)場(chǎng)現(xiàn)狀

而針對(duì)光(guāng)譜儀光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)市(shì)場(chǎng)。全球光(guā™ng)譜儀用(yòng)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)（Photodetector for Spectrometer）的(d™e)核心廠(chǎng)商包括Hamamatsu、trinamiX和(hé)InfraTec等，前三大(≤dà)廠(chǎng)商約占有(yǒu)全球50%的(de)份額。同樣北(běi)美(měi)也(yě)是(shì)全球最大(dà)的(de)市(shì)場(chǎng)，↓占有(yǒu)大(dà)約40%的(de)市(shì)場(chǎng)份額，之後是(shì)亞太和(hé)歐洲，均占比接近(jìn)30%。從(cóng)産品♠角度來(lái)看(kàn)，近(jìn)紅(hóng)外(wài)線波段是(shì)最大(dà)的(de)細分(fēn)，份額約為(wèi)30β%，其次是(shì)遠(yuǎn)紅(hóng)外(wài)線波段，份額約為(wèi)20%。從(cóng)應用(yòng)方面來(l♥ái)看(kàn)，醫(yī)療是(shì)最大(dà)的(de)下(xià)遊市(shì)場(ch≥ǎng)，約占40%的(de)份額，其次是(shì)食品，約占20%的(de)份額。

綜上(shàng)所述，筆(bǐ)者認為(wèi)随著(zhe)科(kē)技(jì)的(de)進步與發展，光(guāng)電(diàn)探測器(qì)在∏國(guó)內(nèi)的(de)受重視(shì)程度會(huì)逐年(nián)提升，同時(shí)中國(guó)市(shì)場(chǎng)占全球光(guāng)電(diàn)探測器(qì)♥市(shì)場(chǎng)的(de)份額也(yě)會(huì)相(xiàng)應增加，而在國(guó)內(nèi)市(shì)場(chǎ±ng)中，以矽基光(guāng)電(diàn)探測器(qì)、兼容CMOS的(de)III-V光(guāng)電(diàn)探測器(★qì)為(wèi)代表的(de)新型高(gāo)效能(néng)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)發展前≠景非常廣闊，從(cóng)長(cháng)遠(yuǎn)來(lái)看(kàn)，中國(guó)在全球光(guāng)&電(diàn)探測器(qì)市(shì)場(chǎng)占有(yǒu)一(yī)席之地(dì)似乎也(yě)并非遙不(bù)可(≠kě)及的(de)夢想。

世界科(kē)企先進進展

英特爾高(gāo)性能(néng)矽基雪(xuě)崩光(guāng)電(diàn)探測器(qì)

2008年(nián)12月(yuè)7日(rì)，英特爾公司宣布其研究團隊在矽光(guāng)電(d✘iàn)子(zǐ)學領域取得(de)了(le)又(yòu)一(yī)項重大(dà)的(de)技(jì)術(shù)突破，成功使用(yò₽ng)基于矽的(de)雪(xuě)崩光(guāng)電(diàn)探測器(qì)（Silicon-based Avalanche Photodector）實現(xiàn)了•(le)創世界紀錄的(de)高(gāo)性能(néng)，這(zhè)款雪(xuě)崩光(guāng)電(diàn)探測器(qì)使用(yòng)矽和(hé)CMOS 工(≠gōng)藝實現(xiàn)了(le)有(yǒu)史以來(lái)最高(gāo)的(de)340GHz"增益-帶寬積"，這(z₩hè)為(wèi)降低(dī)40Gbps或更高(gāo)數(shù)據傳輸速度的(de)光(guāng)學鏈路(lù)的(de)成ε本開(kāi)啓了(le)大(dà)門(mén)，同時(shí)也(yě)第一(yī)次證明(míng)了(le)矽光(gu∏āng)電(diàn)子(zǐ)元器(qì)件(jiàn)的(de)性能(néng)可(kě)以超過現(xiàn)有(yǒu)的(de)使用(yòng)磷化(huà)铟（lnP）等更昂貴傳統材料δ制(zhì)造的(de)光(guāng)電(diàn)子(zǐ)元器(qì)件(jiàn)的(de)性能(néng)。作(zuò)為(wèi)一(yī)項新興技(jì)術(shù)，矽光(guā ng)電(diàn)子(zǐ)學（Silicon Photonics）利用(yòng)标準矽實現(xiàn)計(jì)算(suàn)機(jī)和(hé)其≠它電(diàn)子(zǐ)設備之間(jiān)的(de)光(guāng)信息發送和(hé)接收。此項技(jì)術(♣shù)也(yě)可(kě)以應用(yòng)于對(duì)帶寬需求高(gāo)度遠(yuǎn)程醫(yī)療和(hé)3D虛拟世界等未來(lái)數(shù)據密集型"計(jì)算(suàn)領域。

 

 

日(rì)本研制(zhì)成高(gāo)性能(néng)256×256長(cháng)波量子(zǐ)點紅(hóng)外(wài)光(guāng↓)電(diàn)探測器(qì)

量子(zǐ)點紅(hóng)外(wài)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)（QDIP）由于可(kě)以用(yòng)成熟的(de)常規εGaAs工(gōng)藝制(zhì)備，近(jìn)年(nián)來(lái)已受到(dào)人(rén)們的(de)廣泛關注。它不(bù≠)僅能(néng)夠探測正入射光(guāng)，而且還(hái)能(néng)在較高(gāo)的(de)溫度下(xià)工(gōng)作(zuò)。這(zhè)些(xiē)都(dōu)是(shì®)量子(zǐ)阱紅(hóng)外(wài)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)（QWIP）所難以比拟的(de)λ。

日(rì)本國(guó)防部技(jì)術(shù)研究與發展研究所電(diàn)子(zǐ)系統研究中心通(tōng)過與富氏實驗室有(yǒu )限公司等單位合作(zuò)，用(yòng)以分(fēn)子(zǐ)束外(wài)延方法生(shēng)長(cháng)的(de)自(zì)組裝量子☆(zǐ)點多(duō)層膜研制(zhì)出了(le)一(yī)種 256×256 像素長(&cháng)波紅(hóng)外(wài) QDIP 焦平面陣列該紅(hóng)外(wài)焦平面陣列的(de)像&元間(jiān)隔為(wèi)40μm，讀(dú)出電(diàn)路(lù)采用(yòng)直接注入式輸入結構,積分(fēn)時(shí)間(jiān)為(wèi) 8ms幀速為(w èi)120Hz，F數(shù)為(wèi)2.5,工(gōng)作(zuò)溫度為(wèi)80K，為(wèi)了(le)¥評價該紅(hóng)外(wài)焦平面陣列的(de)性能(néng)，研究人(rén)員(yuán)将其裝在一(yī)個(gè)¶集成探測器(qì)制(zhì)冷(lěng)機(jī)組件(jiàn)內(nèi)，在 80K 溫度下(xià)對(duì)其輸出進行(xíng)了(le)測量。結果顯示，該陣列的(dαe)峰值響應波長(cháng)為(wèi)10.3μm，噪聲等效溫差為(wèi)87mK。

 

兼容CMOS的(de)III-V光(guāng)電(diàn)探測器(qì)

瑞士和(hé)美(měi)國(guó)的(de)研究人(rén)員(yuán)一(yī)直努力在矽光(guāng)子(☆zǐ)集成電(diàn)路(lù)（PIC）上(shàng)集成III-V光(guāng)電(diàn)探測器(•qì)結構。IBM ResearchZürich，ETH Zürich和(hé)IBM T.J. Watson研究中心的(de)團隊開(kāi)發了(le)一(y•ī)種工(gōng)藝，可(kě)與主流的(de)互補金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)半導體(tǐ)（CMOS）電(diàn)子(zǐ)制(zhì)造相(xiàng)兼容。有(yǒu)源I∑II-V結構由十個(gè)InAlGaAs壓縮量子(zǐ)阱組成，這(zhè)些(xiē)量子(zǐ)阱通(tōng)過550℃金(jīεn)屬有(yǒu)機(jī)化(huà)學氣相(xiàng)沉積（MOCVD）生(shēng)長(cháng)在InP上(shàng)。該結構在低(dī)于300φ°C的(de)溫度下(xià)與具有(yǒu)氧化(huà)鋁結合層的(de)Si-PIC晶片結合。研究人(rén)員(yuán)測試了(le)條寬¶為(wèi)200nm和(hé)300nm的(de)2μm長(cháng)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)的(de)響應。§300nm寬的(de)設備具有(yǒu)8.5GHz的(de)3dB帶寬，而類似的(de)具有(yǒu)直接接觸的(de)設↓備的(de)帶寬為(wèi)1.5GHz。在100GBd開(kāi)關鍵的(de)1295nm光(gu↔āng)信号調制(zhì)下(xià)測試了(le)200nm器(qì)件(jiàn),電(diàn)光©(guāng)帶寬約為(wèi)65GHz。研究人(rén)員(yuán)認為(wèi)，調整設備的(de)幾何形狀可(kě)以将帶寬增加到(dào)100GHz。該團隊還(hái§)執行(xíng)了(le)100Gbit/s僞随機(jī)比特序列OOK測試，通(tōng)過數(shù)字插值演示了(le)1₩.9x10-3的(de)誤碼率（BER）。該團隊評論說(shuō)：“此實驗令人(rén)大(dà)開(kāi)眼界，可(kě)以使用(yòng)多(duō)級調制(zhì)格式，允¶許每個(gè)通(tōng)道(dào)具有(yǒu)更高(gāo)的(de)容量。

 

結語

可(kě)以看(kàn)到(dào)，光(guāng)電(diàn)探測器(qì)不(bù)僅在軍用(yòng)領域應用(yòng)廣泛、而且在民(mín)用(yòng)、生(shēng)☆活領域中也(yě)有(yǒu)大(dà)量應用(yòng)，已經與我們的(de)生(shēng)活息息相(xiàng)關，為(wèi)人(rén)類的(de)生(shēng)活提供了(le)←極大(dà)便利，但(dàn)是(shì)目前一(yī)些(xiē)常用(yòng)的(de)光(guāng)電(diàn)探測器(qì)，如(rú)PbS等，由于其帶有(yǒu)一(y​ī)定的(de)毒性，會(huì)對(duì)人(rén)體(tǐ)和(hé)環境造成破壞，因此未來(↔lái)的(de)發展會(huì)受到(dào)一(yī)定的(de)限制(zhì)。探索一(yī)種無毒且資源豐富的(de)材料，優化(huà)其光(guāng)電(dià'n)性能(néng)，并将其應用(yòng)在光(guāng)電(diàn)探測器(qì)領域，一(yī)定能(néng)夠為(wèi)人(réεn)類帶來(lái)更大(dà)的(de)福蔭