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光电二极管太赫兹混频器是太赫兹通信系统核心器件 UTC-PD最受关注

2025-03-26 17:33      责任编辑:周圆    来源:www.newsijie.com    点击:
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光电二极管太赫兹混频器是太赫兹通信系统核心器件 UTC-PD最受关注

  光电二极管太赫兹混频器,将光学技术与微波射频技术相结合,基于光电效应产生太赫兹波,是太赫兹通信系统的核心器件之一。
 
  随着万物互联、人工智能产业迅猛发展,数据产生量爆发式增长,推动无线通信技术向超高传输速率、超大容量方向发展,太赫兹通信受到关注,其凭借大宽带、宽带可调谐、大容量、高速度、高穿透性、高安全性等优点,成为6G移动通信的核心技术之一,也可以用于星间/星地通信、数据中心通信等方面。
 
  太赫兹(THz)波频段范围是0.1-10THz,除无线通信领域外,还可以应用在传感、探测、成像、检测等方面。根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国光电二极管太赫兹混频器行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,太赫兹波产生利用太赫兹混频器,包括电子学方案、光子学方案两条技术路线。光电二极管太赫兹混频器是光子学路线,单行载流子光电二极管(UTC-PD)是最具代表性的产品。
 
  在太赫兹通信系统发射端,光电二极管(PD)产生太赫兹波,再由天线将太赫兹波发射出去,实现信息传递。单行载流子光电二极管(UTC-PD)通过能带设计实现载流子单向传输,具有超高传输速率、超大宽带、高输出功率、高响应速度、易于集成化等优点,是理想的太赫兹混频器选择之一。
 
  与太赫兹光电导混频器(另一种基于光子学路线的太赫兹混频器)相比,光电二极管太赫兹混频器具有光电导增益大、耐热效应好、可回避叉指电极高压易击穿问题等优点;与普通的pin-PD相比,单行载流子光电二极管(UTC-PD)具有响应速度快、适应大电流、可过饱和状态工作、高频特性好、热效应好等优点。
 
  根据新思界产业研究中心发布的《2025-2030年中国单行载流子光电二极管(UTC-PD)行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,单行载流子光电二极管(UTC-PD)最早由日本电信电话公司(NTT)提出,受到太赫兹通信技术领域关注,但其输出功率、带宽等性能依然存在不足,技术研究仍在不断深入。在全球范围内,包括日本、美国、欧盟、中国等在内的多个国家和地区均在对PD/UTC-PD展开研究。
 
  新思界行业分析人士表示,近两年我国光电二极管太赫兹混频器相关研究成果还在增多。2024年4月,华中科技大学团队基于锗/硅(Ge/Si)材料体系设计了一种新型雪崩光电二极管,其增益带宽积达到1THz以上,进入太赫兹波频段范围,研究成果发表于《Nature Photonics》;2024年8月,清华大学联合复旦大学研究了高性能探测器芯片、低损耗太赫兹薄膜电路和高速光电混频模块,成果以“宽带改进型单行载流子光电混频器实现光子辅助太赫兹无线通信”为题发表于《Opto-Electronic Science》。
 
关键字: 光电二极管 太赫兹混频器 UTC-PD