Der dargestellte Chip ist ein neuartiger optoelektronischer Track-and-Hold-Verstärker (OE-THA). Der OE-THA kann als Abtaster in einem photonischen Analog-Digital-Wandler (ADC) eingesetzt werden. Er wurde in einer photonischen 250‑nm-SiGe-BiCMOS-Technologie gefertigt, um die monolithische Integration photonischer und elektronischer Komponenten zu ermöglichen. Der OE-THA-Chip weist eine Kleinsignalbandbreite von über 65 GHz, eine Gesamtklirrdämpfung von unter −34 dB bis 75 GHz sowie ein Signal-Rausch- und Verzerrungsverhältnis (SINAD) von über 35 dB (5,5 effektive Bits, ENOB) bis 45 GHz auf. Die gemessenen Auflösungs-Bandbreiten-Produkte ergeben ein entsprechendes äquivalentes Jitter von unter 80 fs (RMS) im Bereich von 20 bis 70 GHz. Das beste äquivalente Jitter wird bei 41 GHz mit einem Wert von 55,8 fs (RMS) erreicht. Dies wird durch die Verwendung eines optischen Pulssignals mit geringem Jitter ermöglicht, das von einem modengekoppelten Laser (Mode-Locked Laser, MLL) als optischer Abtasttakt erzeugt wird. Die Schaltung integriert alle optischen und elektronischen Komponenten mit Ausnahme des MLL. Sie nimmt einen Strom von 110 mA bei einer Versorgungsspannung von −4,6 V auf und belegt eine Siliziumfläche von lediglich 0,59 mm².

Chipfläche: 0.8mm x 0.7mm

Technologie: 250nm SiGe:C BiCMOS IHP (H5 EPIC)

Referenzen

Maxim Weizel, J. Christoph Scheytt, Franz X. Kärtner, and Jeremy Witzens, "Optically clocked switched-emitter-follower THA in a photonic SiGe BiCMOS technology," Opt. Express 29, 16312-16322 (2021)

Rekord in der Signalerfassung: Forschungsgruppe entwickelt weltweit präziseste und schnellste Schaltung