随着无线通信瓶颈的出现,可见光通信进入人们的视野中,而发光二极管以其响应速度快、功耗小、快速反应等优点,普遍应用到可见光通信中。基于GaN材料的光子结构器件具有发射、透射、调制和探测的能力,对于可见光波段的光电器件的集成具有很大的意义。InGaN/GaN多量子阱二极管具有宽带发射。因此,当MQW二极管用作光电二极管时,它可以在发射光谱一半的短波长内有所响应。本文主要对多量子阱二极管空间发光和探测能力进行了研究,成功实现了硅衬底GaN基可见光通信芯片。主要工作成果如下:本文我们在硅衬底GaN晶圆上设计了片上光子集成系统,设计光源和探测器使用相同的InGaN/GaN多量子阱二极管结构和加工过程,利用硅去除和背面晶圆蚀刻技术,将光源、波导和探测器加工制备在悬空薄膜上,形成片上可见光通信系统。硅衬底GaN基可见光通信芯片包括一对悬空的MQWD和连接的波导。当一个MQWD作为光源,另一个作为探测器时,形成平面内单向可见光通信系统,传输速率到100Mbps;当两个MQWD同时作为光源和探测器时,形成平面内同时同频全双工通信系统,传输速率到1MHz;当其中一个MQWD作为光源,外部用商用探测器接收时,形成平面外单向可见光通信系统,传输速率达到120Mbps。本文中,我们通过实验证明悬空多量子阱二极管探测外部光源时,具有空间上同时发光和探测的能力。通过透镜组合系统,将外部光源准直,然后聚集到MQWD上。MQWD在不同偏置电压下,即发光强度不同的情况下,检测到空间信号大小的不同。InGaN/GaN多量子阱二极管在空间上能同时发光和探测的能力,作为光电器件,有助于全面实现全双工可见光通信,在未来可以广泛应用在自动可调显示器和光子芯片中。