揭秘，UTC-PD是如何憑實力在高速系統中暢游！

2008年將該系統用于北京奧運會賽事直播演示！

2009年進行了5.8 km 的遠距離傳輸實驗，還進行了雨衰統計實驗！

2010年使用天線極化復用技術實現雙向10 Gbps 或單向20 Gbps 傳輸速率！

2012年在前面極化復用的模式變化器基礎上進行了改進，實現了雙向10 Gbps 與10 GbE 的無縫連接！

對，你沒看錯，圖上這個系統就是NTT 公司利用0.12 THz 系統做的各種通信系統實物與實驗場景。

首先，在2004 年~2006 年期間，NTT 公司采用基于UTC-PD 的光電變換太赫茲源和光學MZM 調制的發射機，以及肖特基二極管檢測接收機研制了0.125 THz 通信系統，如下圖(a),(b)所示：

在上圖(a)中使用62.5 GHz 信號調制光波，通過平面分波電路產生相隔0.125 THz 光信號，此光信號受發射數據(數據先由光信號轉換為電信號)的調制，然后進入UTC-PD 進行光電轉換，產生0.125 THz 的調制波，經過放大后饋入天線發射；接收端經天線后進入低噪放、檢波器變成基帶信號，經過放大、時鐘數據恢復、電-光轉換成光信號數據輸出，如上圖(b)所示。

其次，該系統進行了10 Gbps,300 m~800 m 的傳輸實驗，成為太赫茲通信的標志性成果。隨著InP HEMT TMIC 技術的發展，NTT 公司研究了全電子學0.12 THz 發射機代替了原來的光電變換發射機，如上圖(c)所示，15.625 GHz信號經8 倍頻至0.125 THz，而輸入的光信號數據經光-電轉換為電信號數據后對0.125 THz 載波進行ASK 調制，然后經過二級放大器放大后(40 mW)輸出至天線。接收端仍然采用肖特基二極管檢測技術來實現。上圖(d)：表格列出了光電結合和全電子2 種技術的比較，顯然全電子技術具有明顯的優勢。

因此，該模塊因其優越的性能，一經推出就收到了市場的*。

UTC-PD（Uni-Traveling-Carrier Photodiode，單行載流子光電二極管）是NTT公司推出的太赫茲混頻器，采用行業應用的技術產生太赫茲輻射，兩束波長不同的激光拍頻到UTC-PD中，形成頻率在75GHz-2.5THz范圍內的太赫茲輻射。其結構特點是由p型中性光吸收層和n型寬帶隙集結層構成，并且只用電子作為有源載流子。由于電子漂移速度遠高于空穴，因此需要更強的入射激光激發產生更大量的電子才能引起電子的囤積，所以與PIN-PD相比，UTC-PD有效地抑制了空間電荷效應,使得輸出信號下降沿更為迅速，這就極大程度上提升了探測器的響應速度。NTT公司共有兩種UTC-PD光混頻模塊可供選擇：波導耦合式，適用于THz通訊；集成天線式，適用于THz光譜及成像。

產品特點

• 與傳統高速PIN-PD 相比，UTC-PD 的響應速度更快

•  高效率CW THz發生器

•  波導耦合式光電混頻器，W、F、D、J波段可選

•  集成天線式光電混頻器，bow-tie、log-periodic天線可選

產品參數

下圖為波導式UTC-PD和集成天線式UTC-PD的示意圖