40Gb/s WD-PIN-PD/TIA 組件的光電特性及其測試
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對于單通道40Gb/s 光傳輸系統(tǒng)來說，其光探測器一般不能采用正面進光的PIN-PD結構。因為這種正面進光的探測器PN結電容和雜散電容大、載流子渡越時間長，從而限制了它的光響應速率（或傳輸帶寬）。為了提高光響應速率(帶寬)，探測器采用了窄條型側面進光的波導型PIN結構(WD-PIN-PD)。這種結構的PN結電容可小于80ff (1ff = 10-15f )，且由于采用了半絕緣襯底，降低了雜散電容；通過減小光吸收區(qū)的厚度，減小了載流子渡越時間。這些結構上的變化，使波導型PIN光探測器的光響應帶寬可大于30GHz，有的甚至達到50GHz以上。
2003年，我們開始設計、試制40Gb/s WD-PIN-PD，通過近兩年的實踐，我們成功地制作了40Gb/s WD-PIN-PD。測量結果表明，該探測器的暗電流小于15nA，光響應度可大于0.46A/W，而-3dB模擬帶寬達32GHz。用它和40b/s TIA組裝在一起，光接受靈敏度可達-7dBm。
2.40Gb/s WD-PIN-PD結構
40Gb/s WD-PIN-PD有幾種不同的結構。我們設計了一種準共面波導（CPW）-側面進光的波導型探測器一體化結構，其示意圖如圖1所示。
圖1 具有CPW的40Gb/s WD-PIN-PD結構示意圖
為便于形成平如鏡面的進光面，先把它制作成一個雙臺面孿芯結構，如圖2所示，最后通過解理技術，形成單個管芯.這種孿芯結構已申報了國家專利。雙臺面孿芯結構如圖2所示。
圖2 雙臺面孿芯結構示意圖
40Gb/s WD-PIN-PD的光電特性包括I-V特性、波長響應特性、光電轉換特性、開關特性等，它可以用光電流、暗電流、擊穿電壓、PN結電容、波長響應范圍、光響應度、-3dB帶寬、相對強度噪等技術指標來衡量其光電特性的優(yōu)劣。對于40Gb/s WD-PIN-PD來說，關鍵的技術指標是暗電流、-3dB帶寬和光響應度。
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