研究目的
研究基于光子学的宽带发射模块性能,该模块采用单行载流子光电二极管与50至120 GHz频段的高增益平面天线耦合。
研究成果
该研究成功展示了一种基于光子学的无线发射器阵列,在50 GHz至120 GHz频段内实现了创纪录的3 dB带宽45 GHz,并在75 GHz频率下达到了214微瓦的总辐射功率。这种可扩展设计为光子学赋能的波束转向应用展现了潜力。
研究不足
研究提到,由于TK传感器读数波动,在较低光电流下测得的功率存在轻微变化;且在110 GHz之后功率逐渐下降,这表明偏置T和天线存在频率截止点。
1:实验设计与方法选择:
本研究涉及使用与1×2天线阵列集成的UTC-PD设计和表征光子发射器阵列。方法包括使用高速UTC-PD以及在Rogers/Duroid 5880基板上设计锥形槽天线。
2:样本选择与数据来源:
UTC-PD芯片由III-V实验室制造,具有4×15平方微米的有源区域。天线阵列设计用于50至120 GHz频段工作。
3:实验设备与材料清单:
设备包括两台自由运行的分布式反馈激光器(Toptica Photonics)、一台校准的Thomas Keating(TK)太赫兹功率传感器和一台掺铒光纤放大器(EDFA)。材料包括UTC-PD芯片和Rogers/Duroid 5880基板。
4:实验步骤与操作流程:
实验包括测量光电二极管的响应度、绝对功率测量以表征光生毫米波辐射功率和射频带宽,以及频率响应测量。
5:数据分析方法:
数据分析包括绘制测量的直流光电流与光输入功率的关系图、不同载波频率下检测到的毫米波功率与直流光电流的关系图,以及发射器阵列的频率响应。
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