浙大：在光通信的关键技术中，实现高性能波导光电探测器！
admin
2021-01-24 21:57:36
0次
硅光子学被认为是在近红外波段1.31/1.55μm进行现代光通信的关键技术，目前，硅光子学研究人员已经尝试将该技术扩展到超过1.55μm（例如2μm）的波长带，用于在光通信、非线性光子学和片上传感中的重要应用。然而，在1.55μm以上的高性能硅基波导光电探测器的实现仍然面临着挑战，这是因为存在一些制造问题和波长带宽的限制。
作为另一种选择，如石墨烯等二维材料提供了一种很有前途的解决方案，因为它具有宽工作波长的能力，并且在设计和制造中避免了结构失配的优点。在《光：科学与应用》期刊上发表的新研究中，浙江大学和东南大学的科学家，通过引入一种新型的硅-石墨烯混合等离子体波导，提出并演示了超过1.55μm的高性能波导光电探测器。
特别地，引入了顶部带有金属帽的超薄宽硅脊核心区，以获得独特的模场分布，从而增强了石墨烯的光吸收。此外，与以往的硅-石墨烯混合波导相比，制作简单，石墨烯-金属接触电阻降低。例如，对于20μm和50μm长的吸收区，当工作在1.5μm和2μm时，石墨烯的吸收效率分别高达54.3%和68.6%。对于工作在2μm的光电探测器，测量到的3dB带宽>20 GHz(受实验装置的限制)。
