結構波與微波光電科技之未來通訊應?-用於光子-毫米波無線通信系統的高速、寬頻、並可產生毫米波角動量模態的光電發射器之開發(子計畫二)(2/3)

微波或毫米波角動量模態多功技術近年來受到很大的重視，並被視為增加下世代無線通信系統頻寬的有效方法。和傳統無線通信技術相比，它能夠利用特殊的天線產生不同的空間模態，並運用不同的模態作為通信通道以大幅增加資料傳輸量。利用此種技術我們能夠在原有的時域和頻域上提供多一維度的空間多工。和傳統空間多工的技術 (MIMO)相比，此方法可以有效降低不同通道間的串音( cross-talk)。然而此種技術和所有已發表的毫米波通信技術一樣，其通信品質仍會被毫米波本身傳輸時的高損耗所限制，使用毫米波-光纖技術再加上高速、高功率的光偵測器把此種特殊的角動量模態場型利用低損耗光纖散佈到空間各處為未來發展的一重要趨勢。 在此計畫中我們將會開發一種新穎高速、高功率的光偵測器並將其和新式的角動量模態天線做整合來做為此毫米波-光纖通信系統中的關鍵前級:光電發射器。運用此模組，我們將會實現空間中W-(75-110 GHz)和Y-(170-260 GHz)頻帶的角動量模態遠場產生，並實現點對點空間多工高速(100 Gbit/sec)傳輸。為了解決一般超高速(> 0.3 THz)光二極體低光電轉換效率的缺點，我們將會使用Type-II異質接面加上覆晶式封裝來解決這個問題。 此外，我們也會使用多層的蝕刻平台來增加光偵測器的散熱面積，以增進其輸出功率。在天線激發方面，我們也會針對此種特殊的天線來重新設計阻抗匹配電路以期降低光偵測器晶片與波導管之間的耦合損耗。此計畫的成功將會對台灣下世代的無線通信(6 G)的發展帶來革命性的影響。