能與IC整合的超小尺寸光探測(cè)器

　　德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (KIT)研究人員成功開(kāi)發(fā)了一種用以探測(cè)光學(xué)資料路徑的創(chuàng)新光探測(cè)器，占位面積不到100平方微米…

　　玻璃纖維(glass fibers)有可能成為資訊時(shí)代的傳輸高速公路──德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院 (Karlsruhe Institute of Technology，KIT)研究人員成功開(kāi)發(fā)了一種用以探測(cè)光學(xué)資料路徑的創(chuàng)新光探測(cè)器(photo detector)，是玻璃纖維接收端的核心零組件;此成果為該類元件的尺寸設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn)，研究人員聲稱其占位面積不到100平方微米(micrometer)，是整合到IC中的理想方案，而更令人印象深刻的則是其資料傳輸速率。

　　KIT研究人員Sascha Mühlbrandt聲稱，新的光探測(cè)器是目前全球最小的光學(xué)資料傳輸元件，能為光通訊系統(tǒng)帶來(lái)顯著的性能提升，因?yàn)樵撛鼙徽系酱罅康墓鈱W(xué)半導(dǎo)體零組件中;在該團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)中，研究人員達(dá)到了40Gbps的最高傳輸速率，足以在不到一秒的時(shí)間內(nèi)傳輸一片DVD內(nèi)的完整視訊內(nèi)容。Mühlbrandt堅(jiān)信其吞吐量仍有進(jìn)一步增加的潛力：“此電漿內(nèi)光電發(fā)射探測(cè)器(plasmonic internal photoemission detector，PIPED )是有史以來(lái)達(dá)到這么高資料傳輸速率的最小尺寸探測(cè)器;”他表示，該元件比傳統(tǒng)光探測(cè)器小100倍。

　　KIT開(kāi)發(fā)了一種電漿光電探測(cè)器，能直接與矽晶光波導(dǎo)耦合，而且尺寸不到1微米

　　(來(lái)源：KIT)

　　這種光探測(cè)器的超小尺寸，優(yōu)勢(shì)在于可與單一CMOS晶片上的下游預(yù)處理(downstream preprocessing)電路整合;KIT旗下的微結(jié)構(gòu)技術(shù)研究所(Institute for Microstructure Technology)專案協(xié)調(diào)人Manfred Kohl表示，此創(chuàng)新電漿元件能支援電腦內(nèi)晶片之間的高速資料傳輸，開(kāi)啟了結(jié)合電子與光學(xué)零件優(yōu)勢(shì)的可能性，實(shí)現(xiàn)比純電子零件更高的資料吞吐量。

　　為了在非常小的空間內(nèi)結(jié)合光學(xué)與電子，KIT開(kāi)發(fā)的光探測(cè)器利用了表面電漿極化子(surface plasmon polariton)，能將金屬介電邊界(metallic-dielectric boundary)表面的電磁波高度集中。此新種類電漿轉(zhuǎn)換器是以金屬表面光波長(zhǎng)的直接訊號(hào)轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)，又稱為光發(fā)射(photo emission);要有效控制光線吸收以及其轉(zhuǎn)換成電子訊號(hào)的狀況，研究人員在鈦-矽接面(titanium-silicon junction)產(chǎn)生載流子(charge carriers)，并在另一個(gè)金-矽接面將之重組，而探測(cè)器的高速度就是透過(guò)其特殊幾何尺寸所達(dá)成──在兩個(gè)金屬-矽接面之間的距離不到100奈米。

　　研究人員認(rèn)為，PIPED的概念不只是未來(lái)光學(xué)資料傳輸矽統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是無(wú)線資料傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵零組件;KIT旗下負(fù)責(zé)研究用以支援超高速訊號(hào)處理之光-電融合技術(shù)的HIRST (Helmholtz International Research School of Teratronics)研究所教授Christian Koos表示：“電漿零組件能被應(yīng)用于無(wú)線高速資料通訊，并實(shí)現(xiàn)每秒1 terabit的資料傳輸速率。”