Receptores ópticos de banda larga em tecnologia híbrida para aplicações de baixo ruído

Abstract

Nesta tese abordamos e desenvolvemos receptores ópticos com larguras de bandas iguais ou superiores a 10GHz. Inicialmente começamos por rever os receptores ópticos clássicos utilizados para baixas e médias taxas de transmissão. Estes receptores dividem-se em três tipos. Baixa impedância, alta impedância e transimpedância. Examinamos os vários mecanismos de limitação de resposta em frequência, largura de banda e ruído. Para taxas de transmissão mais elevadas os receptores utilizam amplificadores de sinal que são projectados segundo uma das seguintes configurações: amplificador em cascata com elementos resistivos nas malhas de adaptação, amplificador de transimpedância com realimentação variável com a frequência e o amplificador distribuído. Foi feito um estudo comparativo do desempenho e potencialidades de três configurações de receptores ópticos com iguais larguras de banda. [...]

In this thesis we study and develop high sensitivity optical receivers for applications that require bandwidths in excess of 10GHz. We begin by reviewing classical optical receivers for low and moderate bitrates. These receivers are of three types: high impedance, transimpedance and low impedance. We also examine the various mechanisms by which present day technology limits the frequency response, bandwidth and noise of these receivers. For higher bitrates the receivers employ amplifiers after the photodiode that are designed using one of three main approaches: the HEMT amplifier with lossy matching networks between the gain stages, the transimpedance amplifier and the distributed amplifier. We conduct a comparative study of these three topologies and determine their relative performance in terms of sensitivity. [...]