吸收增强的光栅型金属-半导体-金属光电探测器的优化设计

摘要：

针对可见光通信对硅基光电探测器高响应度的要求,本文利用亚波长金属光栅的异常光学透射现象,提出一种增强与硅基CMOS工艺兼容的金属-半导体-金属光电探测器吸收的方法.采用时域有限差分法,详细分析了光栅周期、光栅高度和狭缝宽度对探测器吸收性能的影响,证明了类法布里-珀罗共振和表面等离子体激元是吸收增强的物理起源.对于波长615 nm的红光通信而言,探测器金属光栅的最佳周期、最佳高度和最佳狭缝宽度分别为580,91,360 nm.与没有亚波长金属光栅结构的探测器相比,本文设计的探测器吸收系数提高了32%.本文研究的MSM探测器结构与CMOS工艺完全兼容,有望在可见光通信芯片中得到实际应用.

关键词：可见光通信、光电探测器、亚波长金属光栅、吸收增强、类法布里-珀罗共振、表面等离子体激元

所属期刊栏目：39

分类号：TN202(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金61474081,11673019资助项目 Supported by National Natural Science Foundation of China61474081,11673019

在线出版日期：2018-06-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：363-368