微型谐振腔环形光探测器：设计与优势分析

"这篇论文详细探讨了一种基于微型谐振腔的新型环形光探测器设计，由陈海波、黄辉等人在北京邮电大学进行的研究。这种探测器相较于传统的RCE型光探测器，具备高速、高量子效率以及易于平面集成的优势。论文中，作者分析了探测器的关键参数，包括环形光探测器半径、吸收层厚度和宽度对性能的影响，并给出了量子效率的表达式。此外，他们还讨论了如何通过分离谐振腔和吸收腔来提高探测器的光谱灵敏度。" 本文首先介绍了微型谐振腔在光通信领域的应用背景，特别是环形和盘形谐振腔在滤波、波长转换等功能中的重要性。虽然这类微型谐振腔的激光器已经实现，但在探测器方面的研究相对较少。Gholamreza等人早前提出了一种环形腔光探测器，而本研究在此基础上创新，将谐振腔和吸收腔分开，以优化探测器的性能。 研究者提出的新环形光探测器结构具有显著特点：首先，它的结构紧凑，有利于平面集成，简化了制造工艺，避免了对DBR反射镜、驻波效应和光入射角度的精确控制；其次，由于量子效率的提高和FWHM的减小，使得探测器对光谱的敏感度增强，这在高速光通信系统中尤为重要。 论文深入探讨了理论模型，详细阐述了环形光探测器的量子效率计算，其中包含了对微型谐振腔输出耦合系数的分析。作者提供了探测器的俯视图和剖面图，清晰地展示了1C谐振腔部分和2C吸收腔部分的设计。他们指出，在完全耦合条件下，这种探测器理论上可达到量子效率为1的理想状态。 论文进一步分析了环形光探测器半径、吸收层厚度和宽度对其响应带宽的影响。这些参数的优化调整有助于提升探测器的性能，满足不同应用场景的需求。例如，减小环形光探测器半径可以增加其频率响应，而适当调整吸收层厚度和宽度则能平衡量子效率与带宽之间的关系。 这项研究对于理解和开发基于微型谐振腔的高效光探测器提供了重要的理论基础和技术指导，预示着未来在光通信和光电集成领域有着广泛的应用潜力。