27.11.2017
Die Zeitantwort von Photodetektoren, die für hochfrequente optische Datenübertragung wichtig sind, kann jetzt genau bestimmt werden.
Ultraschnelle Photodetektoren sind das entscheidende Verbindungselement zwischen optischer Datenübertragung und elektrischer Signalverarbeitung. Anwendungsgebiete liegen unter anderem in modernen Multiplexverfahren wie dem DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing), in 100 Gb/s Kommunikationssystemen und in der Mikrowellen-Photonik. Hierfür werden optimierte Photodetektoren mit Bandbreiten bis zu 100 GHz verwendet. Eine genaue Charakterisierung dieser Photodetektoren und die daraus resultierende Kenntnis der Frequenzantwort ist unter anderem für Demodulationsverfahren wichtig.
In der PTB wurde ein Verfahren entwickelt, solche hochfrequenten Photodetektoren mit 1,0-mm Koaxialstecker über einen Frequenzbereich bis weit oberhalb von 100 GHz zu charakterisieren. Dafür wurde ein laserbasiertes Zeitbereichs-Messverfahren verwendet, bei dem der Photodetektor mit einem Femtosekundenlaser angeregt wird. Das so erzeugte elektrische Signal wird auf einen komplanaren Wellenleiter geleitet und dort an verschiedenen Positionen von einem zweiten Femtosekundenpuls abgetastet. Das Besondere an diesem Messverfahren ist, dass eine vollständige Korrektur der Fehlanpassung im System erreicht werden kann, um die Impulsantwort des Photodetektors genau zu ermitteln.
Ein entsprechender Kalibrierservice für die Zeitantwort von ultraschnellen Photodetektoren wird ab 2018 angeboten.
Wissenschaftliche Veröffentlichung:
P. Struszewski, K. Pierz, and M. Bieler, "Time-Domain Characterization of High-Speed Photodetectors," J Infrared Milli TeraHz Waves 38, 1416–1431 (2017).