研究目的
展示一个包含载流子渡越时间、雪崩建立时间和电路寄生效应的紧凑型硅锗雪崩光电二极管电路模型，该模型能在宽增益范围内准确捕捉电学和光学动态特性。
研究成果
硅锗雪崩光电二极管（Si-Ge APD）的完整电路模型涵盖了宽增益范围内的载流子渡越时间、雪崩建立时间以及电寄生参数。精确捕捉的电学与光学动态特性可实现跨阻放大器（TIA）的高效设计。仿真与实测的50 Gb/s眼图匹配度极佳。
研究不足
该研究聚焦于硅锗雪崩光电二极管（Si - Ge APDs），可能并不直接适用于其他类型的光电二极管。该模型在较宽的增益范围内显示出了准确性，但在极端条件下可能需要进一步验证。
1：实验设计与方法选择：
本研究开发了包含载流子渡越时间、雪崩建立时间和电路寄生效应的紧凑型硅锗雪崩光电二极管（APD）电路模型，并在宽增益范围内验证了该模型。
2：样品选择与数据来源：
研究采用具有特定尺寸和特性的分离吸收电荷倍增（SACM）结构APD。
3：实验设备与材料清单：
包括65 GSa/s任意波形发生器（AWG）、25 GHz富士通光学调制器、Santec可调谐激光器、掺铒光纤放大器（EDFA）、可调谐光学滤波器，以及配备63 GHz电学模块的Keysight示波器。
4：实验流程与操作步骤：
通过测量APD的小信号和脉冲响应并进行拟合以提取模型参数，随后在9V反向偏压下以50 Gb/s速率验证模型。
5：数据分析方法：
采用给定雪崩建立时间、单位增益响应度及先前提取的电路寄生参数对APD脉冲响应进行曲线拟合。
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oscilloscope
63 GHz electrical module
Keysight
Utilized to record the 50 Gb/s PAM4 eye diagram.
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arbitrary waveform generator
65 GSa/s
Applied to a 25 GHz Fujitsu optical modulator for experimental verification.
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optical modulator
25 GHz
Fujitsu
Used in the experimental setup for modulating the optical signal.
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tunable laser
Santec
Operating at 1550 nm to provide a CW optical input.
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erbium-doped fiber amplifier
Used to amplify the MZM output.
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tunable optical filter
Used before coupling into the Si-Ge APD.
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