Fotonik integral mikrosxemalar materiallari tizimlarini taqqoslash

Fotonik integral mikrosxemalar materiallari tizimlarini taqqoslash
1-rasmda ikkita moddiy tizim, indiy fosfor (InP) va kremniy (Si) taqqoslanishi ko'rsatilgan. Indiyning noyobligi InP ni Si ga qaraganda qimmatroq materialga aylantiradi. Kremniyga asoslangan sxemalar kamroq epitaksial o'sishni o'z ichiga olganligi sababli, kremniyga asoslangan sxemalarning rentabelligi odatda InP davrlariga qaraganda yuqori bo'ladi. Kremniy asosidagi sxemalarda, odatda faqat ishlatiladi germaniy (Ge).Fotodetektor(yorug'lik detektorlari), epitaksial o'sishni talab qiladi, InP tizimlarida esa hatto passiv to'lqin o'tkazgichlar ham epitaksial o'sish bilan tayyorlanishi kerak. Epitaksial o'sish kristalli quyma kabi monokristal o'sishiga qaraganda yuqori nuqson zichligiga ega. InP to'lqin o'tkazgichlari faqat ko'ndalangda yuqori sinishi ko'rsatkichiga ega, kremniy asosidagi to'lqin uzatgichlar esa ko'ndalang va bo'ylama yo'nalishda yuqori sinishi ko'rsatkichiga ega, bu esa kremniy asosidagi qurilmalarga kichikroq egilish radiuslari va boshqa ixcham tuzilmalarga erishish imkonini beradi. InGaAsP to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli bo'shlig'iga ega, Si va Ge esa yo'q. Natijada, InP material tizimlari lazer samaradorligi jihatidan ustundir. InP tizimlarining ichki oksidlari Si ning ichki oksidlari, kremniy dioksidi (SiO2) kabi barqaror va mustahkam emas. Silikon InP ga qaraganda kuchliroq material bo'lib, kattaroq gofret o'lchamlarini, ya'ni InPdagi 75 mm ga nisbatan 300 mm dan (tez orada 450 mm gacha ko'tariladi) foydalanish imkonini beradi. InPmodulyatorlarodatda kvant bilan chegaralangan Stark effektiga bog'liq bo'lib, harorat ta'siridan kelib chiqqan tarmoqli chekka harakati tufayli haroratga sezgir. Aksincha, silikon asosidagi modulyatorlarning haroratga bog'liqligi juda kichik.

Silikon fotonik texnologiyasi odatda faqat arzon narxlardagi, qisqa muddatli, yuqori hajmli mahsulotlar uchun mos deb hisoblanadi (yiliga 1 million donadan ortiq). Buning sababi shundaki, niqob va ishlab chiqarish xarajatlarini tarqatish uchun katta miqdordagi gofret sig'imi talab qilinadi va bu keng tarqalgan.silikon fotonik texnologiyasishahardan shaharga mintaqaviy va uzoq masofali mahsulotlarni qo'llashda sezilarli ishlash kamchiliklariga ega. Biroq, aslida, buning aksi. Arzon narxlardagi, qisqa masofali, yuqori rentabellikdagi ilovalarda vertikal bo'shliqli sirt chiqaradigan lazer (VCSEL) vato'g'ridan-to'g'ri modulyatsiyalangan lazer (DML lazer): to'g'ridan-to'g'ri modulyatsiyalangan lazer katta raqobatbardosh bosimni keltirib chiqaradi va lazerlarni osongina birlashtira olmaydigan kremniyga asoslangan fotonik texnologiyaning zaifligi sezilarli kamchilikka aylandi. Bundan farqli o'laroq, metroda, uzoq masofali ilovalarda, kremniy fotonik texnologiyasi va raqamli signalni qayta ishlash (DSP) ni (ko'pincha yuqori haroratli muhitda) birlashtirish afzalligi tufayli lazerni ajratish yanada foydalidir. Bundan tashqari, kogerent aniqlash texnologiyasi kremniy fotonik texnologiyasining kamchiliklarini katta darajada qoplashi mumkin, masalan, qorong'u oqim mahalliy osilator fototokiga qaraganda ancha kichik bo'lgan muammo. Shu bilan birga, niqob va ishlab chiqarish xarajatlarini qoplash uchun katta miqdordagi gofret sig'imi kerak deb o'ylash ham noto'g'ri, chunki silikon fotonik texnologiyasi eng ilg'or qo'shimcha metall oksidi yarimo'tkazgichlardan (CMOS) ancha katta bo'lgan tugun o'lchamlaridan foydalanadi. shuning uchun kerakli niqoblar va ishlab chiqarish jarayonlari nisbatan arzon.