Optischer Transceiver | Anwendungsbeispiele für Fotodioden

Fotoelektrische Wandlergeräte, die die Weiterentwicklung von Rechenzentren unterstützen
Mit dem Fortschritt der KI-Technologie und dem steigenden Datenvolumen werden die in Rechenzentren eingesetzten optischen Transceiver voraussichtlich um das Jahr 2024 von den üblichen 100 Gbit/s auf 800 Gbit/s ansteigen. Zukünftig wird der Bedarf an noch höherer Kapazität und Geschwindigkeit auf 1,6 Tbit/s bzw. 3,2 Tbit/s steigen. Die Fotodioden von Dexerials liefern die für die nächste Generation von Hochgeschwindigkeits-Transceivern erforderliche Leistung und treiben so die technologische Innovation in Rechenzentren voran.

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Fotodiode

Anwendung

Unterstützung für optische Hochgeschwindigkeitskommunikation
In einer Wellenleiter-Photodiode wird seitlich einfallendes Licht beim Durchlaufen der Halbleiter-„Wellenleiterschicht“ absorbiert und in ein elektrisches Signal umgewandelt. Diese Struktur ermöglicht sowohl eine hervorragende Empfindlichkeit als auch eine schnelle Signalübertragung. Durch die Kombination mit der UTC-PD-Technologie werden zudem extrem hohe Betriebsgeschwindigkeiten von über 300 GHz und hohe Ausgangsströme erreicht, was die optische Kommunikation der nächsten Generation unterstützt.

Schnelle Reaktionszeiten und miniaturisierte Komponenten
Wellenleiter-Photodioden verfügen über eine dünne Wellenleiterschicht, die die Laufzeit der durch Licht erzeugten Elektronen und Löcher bis zum Erreichen der Elektrode verkürzt und so eine hohe Ansprechgeschwindigkeit ermöglicht. Darüber hinaus kann das Bauelement dünner gestaltet werden, was die Integration mit anderen optischen Komponenten auf demselben Substrat erleichtert und zur Miniaturisierung des gesamten Systems beiträgt.

Produkteigenschaften

Wellenleiterstruktur

Im Gegensatz zu herkömmlichen oberflächenbeleuchteten Fotodioden, bei denen das Licht von oben einfällt, ermöglichen Fotodioden mit Wellenleiterstruktur den seitlichen Lichteintritt und die horizontale Ausbreitung des Lichts entlang der internen Lichtabsorptionsschicht. Die laterale Lichtausbreitung ermöglicht eine größere Entfernung und erhöht somit die Lichtabsorptionseffizienz. Gleichzeitig verkürzt eine dünnere Wellenleiterschicht die Zeit, die Elektronen und Löcher benötigen, um die Elektrode zu erreichen. Diese Struktur ermöglicht sowohl eine schnelle Reaktionszeit als auch eine hohe Empfindlichkeit.

Weitere Geschwindigkeitsverbesserung durch Integration mit UTC-PD-Technologie

UTC-PD ist eine neue Technologie, die die Geschwindigkeit von Wellenleiter-Photodioden weiter erhöht. Normalerweise bewegen sich Löcher in Halbleitern langsamer als Elektronen, was Geschwindigkeitssteigerungen behindert. UTC-PD löst dieses Problem jedoch durch die Nutzung eines Phänomens namens „dielektrische Relaxation“, wodurch Löcher gebündelt und gleichzeitig fließen. Durch eine separate Transportschicht für Elektronen werden Geschwindigkeitsverluste und Ausgangssättigungen aufgrund von Interferenzen mit Löchern verhindert, was einen Betrieb mit hoher Geschwindigkeit und hoher Ausgangsleistung ermöglicht.

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Optische Halbleiter

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