Группа ученых из России и Беларуси разработала мощные сверхвысокочастотные (СВЧ) фотодиоды, которые могут использоваться в качестве ключевых компонентов на волоконно-оптических линиях связи. Эти фотодиоды способны выдавать быстроменяющийся ток большой мощности, преобразуя его из быстрого (высокочастотного) лазерного излучения. Технология передачи информации, в которой применяются СВЧ-фотодиоды, относится к радиофотонным и позволяет транслировать СВЧ-сигнал на большие расстояния по оптоволокну почти без потерь и не требует преобразований сигнала вида «аналог-цифра».

Волоконно-оптические линии связи используются повсеместно: в первую очередь, для предоставления широкополосного кабельного интернета и передачи данных сотовой связи. Обычно мы встречаемся с трансляцией именно цифрового сигнала по оптоволокну.

Однако передача аналоговых высокочастотных сигналов на большие расстояния нужна для решения ряда задач спутниковой связи (связи наземных антенн с центром управления), многоканального телевещания (трансляции больших мероприятий, соревнований, передаче видео высокого разрешения в режиме реального времени), синхронизации сетевого времени (при проведении финансовых операций, биржевой торговле, в центрах обработки данных).

Разработка конструкции фотодиодов проводилась совместно специалистами НАНБ и ИФП СО РАН, а технология их изготовления была разработана в ИФП СО РАН. Она включает в себя 14 этапов, один из важнейших среди них ― синтез многослойной полупроводниковой структуры методом молекулярно-лучевой эпитаксии.

Технические характеристики разработанных устройств аналогичны характеристикам компонентов, производимых за рубежом (в США).

― В Российской Федерации такие фотодиоды на данный момент изготавливались только в ИФП СО РАН. Мы полностью владеем технологией и при необходимости можем в ней что-то поменять, если к изделию предъявляются другие требования, ― подчеркивает один из авторов исследования, старший научный сотрудник ИФП СО РАН кандидат физико-математических наук Александр Гилинский.

Конечно, сейчас есть и другой способ транслировать радиосигнал «по проводам» ― для этого используется коаксиальный кабель ― многим он знаком, например, как телевизионный. Но радиосигнал СВЧ-диапазона в коаксиальном кабеле затухает очень быстро (на метровых расстояниях), а по оптоволокну может транслироваться на десятки и сотни километров. В частности, поэтому применение технологии Radio Over Fiber востребовано при проведении трансляций крупных мероприятий — для многоканальной передачи видео высокого разрешения.

В ближайшее время специалисты ИФП СО РАН планируют рассказать о результатах следующего шага — изготовлении фотоприемника с интегрированным усилителем — на конференции «Мокеровские чтения». Для решения этой задачи исследователи (вместе с коллегами из Томска) применяют технологические приемы, разработанные при создании вышеописанных мощных СВЧ-фотодиодов.