Fotoniski integrēta shēmas (PIC) materiālu sistēma
Silīcija fotonika ir disciplīna, kas izmanto plānas struktūras, kuru pamatā ir silīcija materiāli, lai virzītu gaismu, lai sasniegtu dažādas funkcijas. Šeit mēs koncentrējamies uz silīcija fotonikas pielietojumu, veidojot raidītājus un uztvērējus optisko šķiedru sakariem. Tā kā noteiktā joslas platumā ir jāpievieno vairāk pārraides, dotā pēda un dotās izmaksas palielinās, silīcija fotonika kļūst ekonomiski pamatotāka. Optiskajai daļai,Fotoniskās integrācijas tehnoloģijaJāizmanto, un vairums koherento raiduztvērēju mūsdienās tiek būvēti, izmantojot atsevišķus Linbo3/ plakanās gaismas viļņu ķēdes (PLC) modulatorus un INP/ PLC uztvērējus.
1. attēls: parādītas parasti izmantotās fotoniski integrētās shēmas (PIC) materiālu sistēmas.
1. attēlā parādītas populārākās PIC materiālu sistēmas. No kreisās uz labo pusi ir silīcija bāzes silīcija dioksīda attēls (pazīstams arī kā PLC), silīcija bāzes izolatora PIC (silīcija fotonika), litija niobate (Linbo3) un III-V grupas attēls, piemēram, INP un GaAs. Šis raksts koncentrējas uz silīcija bāzes fotoniku. Iekšāsilīcija fotonika, Gaismas signāls galvenokārt pārvietojas silīcijā, kura netiešā joslas sprauga ir 1,12 elektronu volti (ar viļņa garumu 1,1 mikroni). Silīciju audzē tīru kristālu veidā krāsnīs un pēc tam sagriež vafelēs, kuru diametrs parasti ir 300 mm. Vafera virsma tiek oksidēta, veidojot silīcija dioksīdu. Viens no vafelēm tiek bombardēts ar ūdeņraža atomiem zināmā dziļumā. Pēc tam abas vafeles sakausē vakuumā, un to oksīda slāņi saista viens otram. Montāža sabojājas gar ūdeņraža jonu implantācijas līniju. Pēc tam silīcija slānis pie plaisas tiek pulēts, galu galā atstājot plānu kristāliskā Si slāni uz neskarta silīcija “roktura” vafeļu virs silīcija slāņa. No šī plānā kristāliskā slāņa veidojas viļņvadi. Kaut arī šīs silīcija bāzes izolatora (SOI) vafeles padara iespējamus zemu zaudējumu silīcija fotonikas viļņvadus, tos faktiski biežāk izmanto mazjaudas CMOS shēmās, jo tās nodrošina zemas noplūdes strāvas.
Ir daudz iespējamu silīcija bāzes optisko viļņu veidu formu, kā parādīts 2. attēlā. Tie svārstās no mikromēroga germānija leģēta silīcija dioksīda viļņvadiem līdz nanomēroga silīcija stiepļu viļņvadiem. Sajaucot germāniju, to ir iespējams izdarītfotodetektoriun elektriskā absorbcijamodulatori, un, iespējams, pat optiskie pastiprinātāji. Ar dopinga silīciju,optiskais modulatorsvar izgatavot. Apakšā no kreisās uz labo pusi ir: silīcija stieples viļņvads, silīcija nitrīda viļņvads, silīcija oksinitrīda viļņvads, bieza silīcija kores viļņvads, plāna silīcija nitrīda viļņvads un leģēts silīcija viļņvads. Augšpusē, no kreisās uz labo pusi, ir noplicināšanas modulatori, germānija fotodetektori un germānijaoptiskie pastiprinātāji.
2. attēls: Silīcija bāzes optiskā viļņvada sērijas šķērsgriezums, parādot tipiskus izplatīšanās zudumus un refrakcijas indeksus.
Pasta laiks: jūlijs-15-2024