Viena no svarīgākajām optiskā modulatora īpašībām ir tā modulācijas ātrums jeb joslas platums, kam jābūt vismaz tikpat ātram kā pieejamajai elektronikai.Tranzistori, kuru tranzīta frekvences ir krietni virs 100 GHz, jau ir demonstrēti 90 nm silīcija tehnoloģijā, un ātrums vēl palielināsies, samazinot minimālo elementu izmēru [1].Tomēr mūsdienu silīcija modulatoru joslas platums ir ierobežots.Silīcijam nepiemīt χ(2)-nelinearitāte tā centrosimetriskās kristāliskās struktūras dēļ.Sasprindzināta silīcija izmantošana jau ir devusi interesantus rezultātus [2], taču nelinearitāte vēl neļauj izmantot praktiskas ierīces.Tāpēc vismodernākie silīcija fotoniskie modulatori joprojām paļaujas uz brīvā nesēja dispersiju pn vai tapu savienojumos [3–5].Ir pierādīts, ka uz priekšu novirzītiem savienojumiem ir tik zems sprieguma garuma produkts, kā VπL = 0, 36 V mm, bet modulācijas ātrumu ierobežo mazākuma nesēju dinamika.Tomēr datu pārraides ātrums 10 Gbit/s ir ģenerēts ar elektriskā signāla priekšuzsvara palīdzību [4].Tā vietā izmantojot apgrieztās nobīdes krustojumus, joslas platums ir palielināts līdz aptuveni 30 GHz [5,6], bet sprieguma garuma produkts pieauga līdz VπL = 40 V mm.Diemžēl šādi plazmas efekta fāzes modulatori rada arī nevēlamu intensitātes modulāciju [7], un tie nelineāri reaģē uz pielietoto spriegumu.Uzlabotiem modulācijas formātiem, piemēram, QAM, tomēr ir nepieciešama lineāra reakcija un tīra fāzes modulācija, tādēļ elektrooptiskā efekta (Pockels efekts [8]) izmantošana ir īpaši vēlama.
2. SOH pieeja
Nesen tika ierosināta silīcija-organiskā hibrīda (SOH) pieeja [9–12].SOH modulatora piemērs ir parādīts 1(a) attēlā.Tas sastāv no spraugas viļņvada, kas vada optisko lauku, un divām silīcija sloksnēm, kas elektriski savieno optisko viļņvadu ar metāla elektrodiem.Elektrodi atrodas ārpus optiskā modālā lauka, lai izvairītos no optiskajiem zudumiem [13], 1. att. (b).Ierīce ir pārklāta ar elektrooptisko organisko materiālu, kas vienmērīgi aizpilda slotu.Modulējošais spriegums tiek pārnests ar metāla elektrisko viļņvadu, un tas nokrīt pāri slotam, pateicoties vadošajām silīcija sloksnēm.Iegūtais elektriskais lauks pēc tam maina refrakcijas indeksu spraugā, izmantojot īpaši ātru elektrooptisko efektu.Tā kā spraugas platums ir 100 nm, pietiek ar dažiem voltiem, lai radītu ļoti spēcīgus modulējošus laukus, kas atbilst lielākajai daļai materiālu dielektriskās stiprības.Struktūrai ir augsta modulācijas efektivitāte, jo gan modulējošais, gan optiskais lauks ir koncentrēts slotā, 1. att. (b) [14].Patiešām, jau ir parādītas pirmās SOH modulatoru realizācijas ar apakšvoltu darbību [11], un tika demonstrēta sinusoidālā modulācija līdz 40 GHz [15,16].Tomēr izaicinājums, veidojot zemsprieguma ātrgaitas SOH modulatorus, ir izveidot ļoti vadītspējīgu savienojošo sloksni.Ekvivalentā shēmā slotu var attēlot ar kondensatoru C un vadošās sloksnes ar rezistoriem R, 1. att. (b).Atbilstošā RC laika konstante nosaka ierīces joslas platumu [10,14,17,18].Lai samazinātu pretestību R, ir ierosināts silīcija sloksnes dopingēt [10,14].Kamēr dopings palielina silīcija sloksņu vadītspēju (un līdz ar to palielina optiskos zudumus), tiek maksāts papildu zaudējumu sods, jo elektronu kustīgums tiek traucēts piemaisījumu izkliedes dēļ [10, 14, 19].Turklāt pēdējie ražošanas mēģinājumi uzrādīja negaidīti zemu vadītspēju.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., kas atrodas Ķīnas “Silīcija ielejā” – Beijing Zhongguancun, ir augsto tehnoloģiju uzņēmums, kas nodarbojas ar vietējo un ārvalstu pētniecības iestāžu, pētniecības institūtu, universitāšu un uzņēmumu zinātniskās pētniecības personāla apkalpošanu.Mūsu uzņēmums galvenokārt nodarbojas ar optoelektronikas izstrādājumu neatkarīgu izpēti un izstrādi, projektēšanu, ražošanu, pārdošanu, kā arī sniedz inovatīvus risinājumus un profesionālus, personalizētus pakalpojumus zinātniskajiem pētniekiem un rūpniecības inženieriem.Pēc gadiem ilgas neatkarīgas inovācijas tas ir izveidojis bagātīgu un perfektu fotoelektrisko izstrādājumu sēriju, ko plaši izmanto pašvaldību, militārajā, transporta, elektroenerģijas, finanšu, izglītības, medicīnas un citās nozarēs.
Ceram uz sadarbību ar Jums!
Izlikšanas laiks: 29.03.2023