Silikon fotonika Faol element

Silikon fotonika Faol element

Fotonika Faol tarkibiy qismlar, ayniqsa yorug'lik va materiya o'rtasidagi dinamik o'zaro ta'sirlarni tayinlaydi. Fotonikaning odatiy faol komponenti optik modulyator hisoblanadi. Barcha joriy kremniyga asoslanganOptik tuzilmalarplazma bepul tashuvchisiga asoslanadi. Doping, elektr yoki optik usullar bilan bo'sh elektron materiallar va teshiklar sonini almashtirish, Sorf va Bennette-dan 1550 Nanometrlar tomonidan belgilangan qiymatdagi tenglamalar indeksini o'zgartirishi mumkin (1,2). Elektronlar, teshiklar bilan taqqoslaganda haqiqiy va xayoliy rereaktiv indeks o'zgarishi, ya'ni ushbu zarar o'zgarishi uchun kattaroq fazaning o'zgarishini keltirib chiqarishi mumkin.Mach-zehner modulyatorlariva halqa modulyatorlari odatda teshiklardan foydalanish afzalroqFaza modulalari.

Har xilSilikon (Si) modulyatorturlari 10A-da ko'rsatilgan. Tashuvchining in'ektsion modulyatorida yorug'lik juda keng pinter yoki elektronlar va teshiklar inkrinsi silikonda joylashgan. Biroq, bunday moduliyalar sekinroq, odatda 500 MGts mas'ulti bilan 500 MGts mas'ulidir, chunki in'ektsiyadan keyin bepul elektron va teshiklar rekomrominga ko'proq vaqt talab etadi. Shuning uchun, ushbu struktura ko'pincha modulyator emas, balki o'zgaruvchan optik attikator (ovoz) sifatida ishlatiladi. Tashirboshi evakumulyatorida yorug'lik qismi tor o'tish joyida joylashgan va PN Junktining pasayishi amaliy elektr maydonchasi tomonidan o'zgartiriladi. Ushbu modulyator 50Gb / s dan yuqori darajadagi tezlikda ishlashi mumkin, ammo uning yuqori darajadagi qo'shimcha yo'qotishlarga ega. Oddiy VPIL 2 v - sm. Metall oksidi yarimo'tkazgich (Misiko'tkazgich-oksidr-semitgortor) Moduulyum namuna tarkibida ingichka oksidli sath mavjud. Bu ba'zi bir tashuvchilarning to'planishi, shuningdek, taxminan 0,2 v-sm bo'lgan, ammo bir optik yo'qotishlar va birlik uzunligi yuqori darajada katta hajmdagi kamchiliklarga ega bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, Sige (Silikon glium qotishmalari) guruhiga asoslangan Sige elektr sherigi modulyatorlari mavjud. Bundan tashqari, yutadigan metallar va shaffof izolyatorlarni almashish bilan grafenda grafen moduliyalari mavjud. Bular yuqori tezlikda, kam yo'qotish optik signalini o'zgartirishga erishish uchun turli xil mexanizmlarning xilma-xilligini namoyish etadi.

10-rasm: (a) turli kremniyga asoslangan optik modulyulyatorlarning dizaynlari va (b) optik detektorlar dizaynining asosiy diagrammasi.

10b-rasmda bir nechta kremniyga asoslangan yorug'lik detektorlari ko'rsatilgan. Suishadigan material - bu germaniya (GE). Ge to'lqin uzunligidagi yorug'liklarni 1,6 mikronga tushirishga qodir. Chapda ko'rsatilgan eng tijorat asl tuzumidir. U ge tipdagi kremniydan iborat bo'lib, u erda ge o'sadi. Ge va Si 4% panjara mos kelmaydi va dislokatsiyani minimallashtirish uchun sigirning yupqa qatlami bufer qatlami sifatida birinchi bo'lib o'sdi. N-tipdagi doping GE satchining yuqori qismida amalga oshiriladi. Metall-yarim ko'chki-metall (msm) fotoodiod o'rtada va apd (ko'chki fotoetetlash vositasi) o'ng tomonda ko'rsatilgan. APD mintaqasida APD mintaqasida III-V guruhidagi ko'chki viloyatiga nisbatan ko'chmanch mintaqasida joylashgan SI-da joylashgan.

Hozirgi kunda, grafik fotonikalari bilan optik generylarni birlashtirishda aniq afzalliklarga ega bo'lgan echimlar mavjud emas. 11-rasmda yig'ish darajasi tomonidan tashkillashtirilgan bir nechta variantlar ko'rsatilgan. Chapdan tashqari, epitrakonli gerumum (GE) optik-doped (er) shisha to'lqinlari (AL2O3 kabi, masalan, optik nasosni talab qiladigan va g gamik kvantli nuqta sifatida. Keyingi ustun, III-V guruhning Guruhi mintaqasida oksid va organik aloqalarni jalb qilish, oksid va organik aloqalarni jalb qilish uchun yig'laydi. Keyingi ustun - bu Chip-V guruhi chipini kremniy bo'shlig'iga, keyin to'lqinlovon tarkibiga ishlov berishni o'z ichiga oladi. Ushbu dastlabki uchta ustunning afzalligi shundaki, qurilma kesishdan oldin to'shak ichida to'liq ishlashi mumkin. O'ngdan ko'p ustun - chip-chip yig'ish, shu jumladan ipikon chiplarini III-V guruh chiplarini, shuningdek, linza va generatsiya qiluvchilar bilan bog'lash. Tarkibiy dasturlarga nisbatan tendentsiya o'ngdan boshqa kompleks va integratsiyalashgan echimlar jadvalining chap tomonida harakatlanmoqda.

11-rasm: Qanday optik generatsiya kremniylarga asoslangan fotonikalarga mos keladi. Chapdan o'ngga siljiganingizda, ishlab chiqarish punkti asta-sekin jarayonda orqaga qaytadi.