Силикон фотоникасы Белсенді элемент
Фотоника Белсенді компоненттер жарық пен зат арасындағы әдейі жасалған динамикалық өзара әрекеттесуге ерекше сілтеме жасайды. Фотониканың әдеттегі белсенді компоненті - оптикалық модулятор. Барлық ағымдағы кремний негізіндегіОптикалық модуляторларплазмалық тегін тасымалдаушы әсеріне негізделген. Кремний материалындағы ақысыз электрондар мен тесіктердің санын допинг, электрлік немесе оптикалық әдістермен өзгерту, электрлік немесе оптикалық әдістердің, оның күрделі сыну индексін, 1550 нанометрдің толқын ұзындығында алынған мәліметтерді (1,2) көрсетілген процесті (1,2) өзгерте алады. . Электрондармен салыстырғанда тесіктер нақты және қиялдайтын бұзылмайтын индекстің өзгеруіне әкеледі, яғни олар шығынның өзгеруі үшін үлкен фазалық өзгеріс тудыруы мүмкінMach-Zehner модуляторларыжәне сақина модуляторлары, әдетте, саңылауларды пайдалану керекФазалық модуляторлар.
Әр түрліКремний (SI) модуляторТүрлері 10А суретте көрсетілген. Тасымалдаушы инъекциялық модуляцияда шам өте кең түйіспе ішінде ішкі кремнийде орналасқан, ал электрондар мен тесіктер инъекцияланады. Алайда, мұндай модуляторлар, әдетте, әдетте, 500 МГц өткізу қабілеті баяу, өйткені ақысыз электрондар мен тесіктер инъекциядан кейін рекомбинаға дейін созылады. Сондықтан, бұл құрылым көбінесе модулятордан гөрі айнымалы оптикалық шатыр (VOA) ретінде қолданылады. Тасымалдаушының сарқылу модулінде жарық бөлігі тар пнция торабында орналасқан, ал Pn түйісуінің ені қолданбалы электр өрісі өзгертіледі. Бұл модулятор жылдамдықпен 50 ГБ / с жылдамдықпен жұмыс істей алады, бірақ фонның жоғары шығыны жоғары. Әдеттегі VPIL - 2 V-см. Металл оксиді жартылай өткізгіш (мос) (іс жүзінде жартылай өткізгіш-оксид-жартылай өткізгіш) модуляторда PN түйініндегі жұқа оксид қабаты бар. Бұл тасымалдаушылардың кейбір жинақтарын, сондай-ақ тасымалдаушының сарқылуына, сондай-ақ шамамен 0,2 V-см-ді, бірақ бірлігінің ұзындығына жоғары, бірақ жоғары оптикалық шығындар мен жоғары сыйымдылыққа ие. Сонымен қатар, SEGE электр сіңірілу модулдері (Silicon Gombanium Cloyoy) Thed Edge қозғалысына негізделген. Сонымен қатар, графенге сүйенетін графенге сүйенетін графенге сүйенеді, олар сіңіргіш металдар мен мөлдір оқшаулағыштар арасында ауысады. Бұл жоғары жылдамдықты, аз шығындық оптикалық сигналдық модуляцияға қол жеткізу үшін әр түрлі механизмдердің қосымшаларының әртүрлілігін көрсетеді.
10-сурет: (а) әр түрлі кремний негізіндегі оптикалық модулятордың дизайны және (б) оптикалық детекторлардың көлденең диаграммасы.
10В суретте бірнеше кремнийге негізделген жеңіл детекторлар көрсетілген. Сіңіру материалдары - Германия (GE). GE толқын ұзындығымен 1,6 микронға дейін жарықты сіңіре алады. Сол жақта көрсетілген, бүгінде коммерциялық тұрғыдан сәтті PIN-код. Ол GE өсетін P-типті допед кремнийінен тұрады. GE және Si-де 4% тордың сәйкес келмеуі бар, ал дисликацияны азайту үшін MIRGE-дің жұқа қабаты алдымен буферлік қабат ретінде өсіріледі. N типті допинг GE қабатының жоғарғы жағында орындалады. Металл-жартылай өткізгіш-металл (MSM) фотодиод ортасында және APD (Қар көшкіні) оң жақта көрсетілген. APD-дегі көшкін аймағы SI-де орналасқан, ол III-V тобындағы көшкін аймағымен салыстырғанда шу сипаттамасы бар.
Қазіргі уақытта Silicon фотоникасымен оптикалық пайда алуға арналған айқын артықшылықтары бар шешімдер жоқ. 11-суретте Ассамблея деңгейі ұйымдастырылған бірнеше мүмкін нұсқалар көрсетілген. Қиыршық сол жақта эпитаксиске өсірілген германийді (GE) оптикалық өсіру материалы, эрбий-допед (ER) әйнек толқындары (мысалы, оптикалық сорғы қажет) және эпитакс-галлий арсендиі (GAAS) ) Кванттық нүктелер. Келесі баған III-V Group Gnow аймағында оксид пен органикалық байланыстыруды қамтитын вафлиге вафлиді вафли. Келесі бағанда III-V WAFER жиналысы, ол III-V топ чипін кремний вафлиінің қуысына ендіру, содан кейін толқынды құрылымды өңдеуді қамтиды. Осы алғашқы үш бағанның артықшылығы - құрылғы кесуге дейін вафли ішінде толық функционалды түрде тексерілуі мүмкін. Дұрыс баған - чип-чипті жинақтау, соның ішінде кремний чиптерін III-V Group Chips-қа, сондай-ақ линза және торлар арқылы муфталар. Коммерциялық қосымшаларға бағытталған тренд диаграмманың оң жағындағы және біріктірілген шешімдерге қарай жылжу болып табылады.
11-сурет: Оптикалық кіріс кремний негізіндегі фотоникаға қалай біріктірілген. Солдан оңға қарай жылжытқанда, өндіріске кіру нүктесі біртіндеп процеске қайта оралады.
POST TIME: JUL-22-2024