高效宽带光电探测器作为光子集成电路的多功能基础元件
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2026年4月24日——马克斯·普朗克微结构物理研究所Wesley Sacher博士课题组与Advanced Micro Foundry合作,在晶圆厂制造的硅光平台上开发出适用于短波长(亚微米级)的宽带波导耦合光电探测器。该器件由氮化硅(SiN)纳米光子波导与硅光电探测器耦合构成,其工作原理依赖于两种材料共享的混合光学模式。
研究人员通过精密设计波导尺寸,使这些模式能够实现高效的宽带光吸收。发表于《光学快报》的这项研究展示了两种探测器变体,共同覆盖400-955纳米波长范围,并具备皮安级暗电流、高速工作特性(最高18 GHz)以及雪崩模式能力,可实现对微弱光信号的探测。
从更广泛的角度看,短波长(可见光+近红外)硅光子学正在为生物光子学、传感技术、量子技术和微显示器等领域的小型化、可扩展光学系统开辟道路。该研究是Sacher博士团队整体工作的一部分,旨在通过这种多功能、晶圆厂制造的平台(其高性能元件覆盖超过一个倍频程的波长范围)支持多样化应用,从而减少对单独定制工艺的需求。作为光子电路的核心功能,这些成果为先进的短波长硅光子微系统提供了关键构建模块。
目前正在进行的工作包括将这些组件集成到生物传感器与植入式神经技术的光子电路、智能眼镜微型光源以及量子光子学系统中。


