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Comptes Rendus Physique
Volume 9, n° 2
pages 153-160 (mars 2008)
Doi : 10.1016/j.crhy.2008.02.001
Electro-absorption sampling at terahertz frequencies in III-V semiconductors
Échantillonnage par électro-absorption aux fréquences térahertz dans les semiconducteurs III-V
 

Jean-François Lampin , Ludovic Desplanque, Francis Mollot
Institut dʼélectronique de microélectronique et de nanotechnologie, UMR CNRS 8520, avenue Poincaré, B.P. 60069, 59652 Villeneuve dʼAscq, France 

Corresponding author.
Abstract

We review recent advances in the development of a new sampling technique for ultra high-speed electrical signals. It is based on the electro-absorption phenomena in semiconductors (Franz–Keldysh effect). We demonstrate that it is usable up to the terahertz range. The theory is exposed and we show two practical set-ups. The first uses the semiconductor substrate (internal sampling). The second uses a small semiconductor probe bonded on the circuit (external sampling). In this last case, the theoretical temporal resolution is about 200 fs. In practice, we measure a risetime of about 500 fs with 60 dB of dynamic range. To cite this article: J.-F. Lampin et al., C. R. Physique 9 (2008).

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Résumé

Cet article résume les récentes avancées dans le développement dʼune nouvelle technique dʼéchantillonnage pour les signaux électriques ultra-rapides. Elle est basée sur le phénomène dʼélectroabsorption des semiconducteurs (effet Franz–Keldysh). Nous démontrons quʼil est utilisable jusquʼaux fréquences térahertz. Nous exposons la théorie et nous montrons deux schémas expérimentaux. Le premier utilise le substrat semiconducteur (échantillonnage interne). Le deuxième utilise une petite sonde semiconductrice placée sur le circuit (échantillonnage externe). Dans ce dernier cas, la résolution temporelle théorique est dʼenviron 200 fs. En pratique, nous mesurons un temps de montée dʼenviron 500 fs avec une dynamique de 60 dB. Pour citer cet article : J.-F. Lampin et al., C. R. Physique 9 (2008).

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Keywords : Terahertz pulses, Electro-absorption, Sampling, Low temperature grown gallium arsenide

Mots-clés : Impulsions térahertz, Électro-absorption, Échantillonnage, Arséniure de gallium épitaxié à basse température




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