JP6884948B2 - 高速フォトディテクターアレー - Google Patents
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Description
デジタル信号プロセッサ25は,複数のフォトディテクターに含まれるそれぞれのフォトディテクターに対応した重み係数付与部27を有する。そして,複数のフォトディテクターのそれぞれから信号を受け取り,重み係数付与部27が付与するそれぞれの重み係数を調整できる。
次に,光検出器11の例について説明する。図3は,光検出器を示す概念図である。図3(a)は,フォトダイオードと配線の例を示し,図3(b)はフォトダイオードの間隔を説明するための図である。この例の光検出器11は,複数のフォトディテクター(例えばフォトダイオード)9が2次元アレイ状に配置されている。フォトダイオード9は,光情報通信に用いられている公知のフォトダイオードを用いることができる。フォトダイオード9は,検出器のピクセルを構成し,それぞれが,変調部7の変調領域5に対応したものであってもよい。2次元アレイの例は,格子点上に4つ以上のフォトダイオードが存在するものである。2次元アレイの例は,2×2(縦方向及び横方向に2つずつ),2×2が1つの面に4つある構造(4×4),3×3,5×5,6×6,4×6,8×8,及び12×12である。2次元アレイ状に配置された複数のフォトディテクターは,それぞれ10μm以上離れて配置される(つまり隣接するフォトダイオードの最も近い部分間の距離dが10μm以上)ことが好ましい。この間隔が大きすぎると,光検出機能が低下するので,隣接するフォトダイオードの間の距離dは,10μm以上100μm以下が好ましく,30μm以上80μm以下でも,30μm以上60μm以下でも,40μm以上60μm以下でもよい。光検出器の2次元フォトディテクターアレー部は,面入射構造(表面入射又は裏面入射構造)を有していることが好ましい。
ADC23は,それぞれのフォトダイオードが検出した光強度をデジタル情報に変換する要素である。それぞれのフォトダイオードと接続されたADCが存在し,それぞれのフォトダイオードの検出値をデジタル信号に変換してもよい。ADCはDSPへデジタル信号を出力する。
光検出器は,さらにデジタル信号プロセッサ(DSP)25を有するものが好ましい。図4は,デジタル信号プロセッサを説明するためのブロック図である。デジタル信号プロセッサ25は,複数のフォトディテクターに含まれるそれぞれのフォトディテクターに対応した重み係数付与部27を有する。DSP25は,重み係数付与部が付与するそれぞれの重み係数を調整できる。DSP25は,ADC23のそれぞれからデジタル信号を受け取り,それぞれのデジタル信号に,重み係数をかけ合わせ,MIMO(マルチインプットマルチ出力)部29に送る。MIMO部29は,それぞれのフォトディテクターからの光信号に重みがけを行った情報を出力する。出力情報を解析すると,受信信号を解析できる。
このようにして,複数のフォトディテクターのそれぞれから信号に様々な重み係数をかけ合わせたものを信号として出力できる。さらに,それぞれのフォトディテクターに関する重み係数を変えることで,特定のフォトディテクターが検出した成分を抽出できる。
PDアレイは,共通の光入力と複数の出力電極とが2次元マトリクス状に配置された構造を有し,異なる位置の光電流を別々に取り出す。PDアレイの各要素は従来のPD技術に基づいているため,10Gbaud以上の高帯域幅検出が可能である。検出システムでは,ローカルポート側に特殊位相パターンを持つ位相マスクを配置している。位相マスクを用いて,局所ビームの位相パターンが制御される。したがって,PDアレイの各素子に入力されるローカル光の光位相は,必要に応じて制御される。一方,信号光はそのままPDアレイに入射し,したがって,PDレーザーで信号光とローカル光の相対位相差を独立に制御できる。
A=[aij]=[1 0 0 1; 0 −1 −1 0; 0 −1 −1 0;1 0 0 1](I成分の場合)。
[0 −1 1 0; 1 0 0 −1; −1 0 0 1; 0 1 −1 0](Q成分の場合)。
また,LP11aモードとLP11bモードを検出するには,それぞれ
[1 0 0 −1; 0 −1 1 0; 0 −1 1 0; 1 0 0 −1] (LP11a−I),
[0 −1 −1 0; 1 0 0 1; −1 0 0 −1; 0 1 1 0] (LP11a−Q),および
[1 0 0 1; 0 −1 −1 0; 0 1 1 0; −1 0 0 −1] (LP11b−I),
[0 −1 1 0; 1 0 0 −1; 1 0 0 −1; 0 −1 1 0] (LP11b−Q)となる。
5 変調領域(変調器)
7 変調部
9 検出領域(フォトディテクター,フォトダイオード)
11 検出部
12 配線
17 レンズ
19 レンズ
21 合波部(ハーフミラー)
23 ADC
25 デジタル信号プロセッサ(DSP)
27 重み係数付与部
Claims (6)
- 複数のフォトディテクター(9)が2次元アレイ状に配置され,前記複数のフォトディテクターの間に幅が4μm以下の配線(12)を有する,2次元フォトディテクターアレーを有し,
それぞれのフォトディテクターの受光領域は,1辺が100μm以下であり,
前記2次元アレイ状に配置された複数のフォトディテクターは,それぞれ20μm以上離れて配置され,
前記複数のフォトディテクター(9)のそれぞれは,
光が入射する裏面基板と,
前記裏面基板を透過した光が入射する光吸収層と,
前記光吸収層を経た光のうち,前記光吸収層に吸収されたかった光である残留光が入射する表面電極と,を有し,
前記残留光は,前記表面電極で反射し,前記光吸収層へ入射する,裏面入射型構造を有し,
複数の変調領域(5)を有する変調部(7)をさらに有し,
前記複数のフォトディテクター(9)は,前記変調部(7)を経た光を受光する,
光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって,
周波数応答が1GHz以上の高速電気信号を出力するための光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって,
前記複数のフォトディテクターは,メサ構造を有する,光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって,
前記フォトディテクターアレーは,マルチコアファイバ内のシングルモードファイバー群から放射される複数の光を受信するものであり,前記複数の光のそれぞれに,前記複数のフォトディテクターのいずれかが対応する,光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器であって,さらにデジタル信号プロセッサ(25)を有し,
前記デジタル信号プロセッサ(25)は,
前記複数のフォトディテクターに含まれるそれぞれのフォトディテクターに対応した重み係数付与部(27)を有し,
前記複数のフォトディテクターのそれぞれから信号を受け取り,重み係数付与部(27)が付与するそれぞれの重み係数を調整できる,光検出器。 - 請求項1に記載の光検出器を含む受信装置であって
受信光と合波される局所光発生源(3)をさらに有し,
前記変調部(7)の前記複数の変調領域(5)は,前記局所光発生源(3)から発生した局所光が前記受信光と合波される前に,前記局所光の複数の部分に異なった複数の変調を与え,
前記光検出器は,
前記変調部(7)で複数の変調を与えられた局所光と,前記受信光とが合波された光を,前記局所光の複数の部分ごとに検出する複数の検出領域(9)を有する検出部(11)として機能する,
受信装置。
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