[发明专利]一种无串扰瞬时提高基于缺陷态机制的载流子耗尽型硅光功率监测器响应度的方法

摘要

本发明公开了一种无串扰瞬时提高基于缺陷态机制的载流子耗尽型硅光功率监测器响应度的方法。该方法基于对载流子耗尽型硅光功率监测器在微秒级时间范围内加热，短时间内使更多在缺陷态能级上的电子热激发到导带，增大光生载流子的数量，瞬时提高光功率监测器的响应度，并且利用DSP外围电路实时采集光功率监测器的输出电流。该方法使用CMOS工艺，将加热部分也集成在光电子芯片上，这样可以使在热电极半径70um的范围外的器件不受影响。从而实现了在不影响主要器件的工作性能下，瞬时提高了监测器响应度。在下文中，使用“硅光功率监测器”代表“基于缺陷态机制的载流子耗尽型硅光功率监测器”。

主权项

1.一种无串扰瞬时提高基于缺陷态机制的载流子耗尽型硅光功率监测器响应度的方法，其特征在于：1)外设的激光器通过光栅耦合器或者端面耦合器耦合进硅光功率监测器；2)在硅光功率监测器上方集成金属热电阻，或者在硅波导两边离子注入形成波导热电阻，所述的金属热电阻或波导热电阻的加热有效半径小于70um；对金属热电阻或波导热电阻施加瞬时电压使其瞬时加热，加热增加了硅中缺陷态能级上电子热激发到导带中的数量，提高了光功率监测器的响应度；3)使用外围电路实时采集硅光功率监测器的输出电流；并设置硅光电监测器输出电流的阈值I₀，此时对应的热电阻的热功率为P₀；并且设置电路的最大允许输出电压V_max，对应的热电阻最大热功率为P_max，当硅光功率监测器输出电流低于阈值I₀时，根据输出电流的大小增大金属热电阻的施加电压，直至硅功率监测器输出电流达到阈值I₀或者施加电压达到最大允许施加电压V_max；最大允许施加电压对应的硅光功率监测器的输出电流为极限输出电流I_max。