Fotonik integral mikrosxemalar (PIC) material tizimi
Silikon fotonika - bu turli funktsiyalarga erishish uchun yorug'likni yo'naltirish uchun kremniy materiallariga asoslangan tekis tuzilmalardan foydalanadigan fan. Biz bu yerda optik tolali aloqa uchun uzatgichlar va qabul qilgichlarni yaratishda kremniy fotonikasini qo'llashga e'tibor qaratamiz. Berilgan o'tkazish qobiliyati, ma'lum bir iz va ma'lum bir narxda ko'proq uzatishni qo'shish zarurati oshgani sayin, kremniy fotonika iqtisodiy jihatdan samaraliroq bo'lib boradi. Optik qism uchun,fotonik integratsiya texnologiyasiishlatilishi kerak va bugungi kunda kogerent transversiyalarning aksariyati alohida LiNbO3/planar yorug'lik to'lqini zanjiri (PLC) modulyatorlari va InP/PLC qabul qilgichlari yordamida qurilgan.
1-rasm: Keng tarqalgan fotonik integral mikrosxemalar (PIC) material tizimlari ko'rsatilgan.
1-rasmda eng mashhur PIC material tizimlari ko'rsatilgan. Chapdan o'ngga kremniy asosidagi kremniy PIC (PLC deb ham ataladi), kremniy asosidagi izolyator PIC (kremniy fotonikalari), lityum niobati (LiNbO3) va InP va GaAs kabi III-V guruh PIClari keltirilgan. Ushbu maqola kremniy asosidagi fotonikalarga bag'ishlangan. Inkremniy fotonika, yorug'lik signali asosan kremniyda harakatlanadi, uning bilvosita tasma oralig'i 1,12 elektron volt (to'lqin uzunligi 1,1 mikron) ga teng. Kremniy pechlarda sof kristallar shaklida o'stiriladi va keyin plastinkalarga kesiladi, bugungi kunda ularning diametri odatda 300 mm. Plitalar yuzasi kremniy qatlamini hosil qilish uchun oksidlanadi. Plitalar biri ma'lum bir chuqurlikka vodorod atomlari bilan bombardimon qilinadi. Keyin ikkita plastinka vakuumda eritiladi va ularning oksid qatlamlari bir-biriga bog'lanadi. Yig'ma vodorod ionlarini implantatsiya qilish chizig'i bo'ylab uziladi. Keyin yoriqdagi kremniy qatlami sayqallanadi va oxir-oqibat kremniy qatlami ustidagi butun kremniy "tutqich" plastinkasi ustida yupqa kristalli Si qatlamini qoldiradi. To'lqin yo'riqnomalari bu yupqa kristalli qatlamdan hosil bo'ladi. Ushbu kremniy asosidagi izolyator (SOI) plastinkalari kam yo'qotishli kremniy fotonik to'lqin yo'riqnomalarini yaratishga imkon bersa-da, ular aslida kam quvvatli CMOS sxemalarida ko'proq qo'llaniladi, chunki ular ta'minlaydigan past oqish oqimi mavjud.
2-rasmda ko'rsatilganidek, kremniy asosidagi optik to'lqin yo'riqnomalarining ko'plab mumkin bo'lgan shakllari mavjud. Ular mikroskalali germaniy bilan lehimlangan kremniy to'lqin yo'riqnomalaridan tortib, nanoskalali kremniy simli to'lqin yo'riqnomalarigacha bo'ladi. Germaniyni aralashtirish orqali quyidagilarni yaratish mumkinfotodetektorlarva elektr yutilishimodulyatorlarva hatto optik kuchaytirgichlar ham bo'lishi mumkin. Kremniyni qo'shib,optik modulyatoryasash mumkin. Pastki qism chapdan o'ngga: kremniy simli to'lqin yo'nalishi, kremniy nitrid to'lqin yo'nalishi, kremniy oksinitrid to'lqin yo'nalishi, qalin kremniy tizmasi to'lqin yo'nalishi, yupqa kremniy nitrid to'lqin yo'nalishi va lehimlangan kremniy to'lqin yo'nalishi. Yuqorida, chapdan o'ngga, kamayish modulyatorlari, germaniy fotodetektorlari va germaniy joylashgan.optik kuchaytirgichlar.
2-rasm: Kremniy asosidagi optik to'lqin yo'riqnomasi seriyasining kesimi, odatdagi tarqalish yo'qotishlari va sinish ko'rsatkichlarini ko'rsatadi.
Nashr vaqti: 2024-yil 15-iyul