西北工业大学：片上二阶非线性光电探测器- 光子晶体 | Nature Communications

背景方面，光子集成电路在应对数据流量增长中至关重要，传统片上光电探测器仅具有线性光响应，难以满足感内计算、光电混频等复杂功能需求。研究目的在于开发一种具有确定性非线性光响应的片上探测器，以增强光子集成电路的功能性。本研究由西北工业大学甘雪涛/陈小青团队在Nature Communications发表，报道了一种片上二阶非线性光电探测器(QNPD)，通过将层状半导体硒化铟的p-i-n同质结集成于硅光子晶体波导之上，利用导模光的倏逝波耦合激发InSe的强二阶非线性，经二次谐波上转换生成可见光，再被InSe原位吸收产生光生载流子，最终由同质结转换为光电流。结论是该探测器实现了高达37.1 A/W²的归一化响应度，性能优越，并可借助二次谐波过程直接监测全光混频信号；实验还展示了由16个像素QNPD组成的阵列，实现了无需外部相机的电读单次片上自相关器，以6.1×10⁻¹⁰ W²灵敏度测量皮秒脉冲，展现了其在片上非线性光电子集成中的潜力。