Paragun tas-sistemi ta' materjali taċ-ċirkwit integrat fotoniku

Paragun tas-sistemi ta' materjali taċ-ċirkwit integrat fotoniku
Il-Figura 1 turi paragun ta' żewġ sistemi ta' materjali, indju Fosfru (InP) u silikon (Si). Ir-rarità tal-indju tagħmel l-InP materjal aktar għali mis-Si. Minħabba li ċ-ċirkwiti bbażati fuq is-silikon jinvolvu inqas tkabbir epitassjali, ir-rendiment taċ-ċirkwiti bbażati fuq is-silikon ġeneralment ikun ogħla minn dak taċ-ċirkwiti InP. Fiċ-ċirkwiti bbażati fuq is-silikon, il-ġermanju (Ge), li ġeneralment jintuża biss f'Fotoditekter(ditekters tad-dawl), jeħtieġ tkabbir epitassjali, filwaqt li fis-sistemi InP, anke l-gwidi tal-mewġ passivi jridu jiġu ppreparati permezz ta' tkabbir epitassjali. It-tkabbir epitassjali għandu t-tendenza li jkollu densità ta' difetti ogħla mit-tkabbir ta' kristall wieħed, bħal minn ingott tal-kristall. Il-gwidi tal-mewġ InP għandhom kuntrast għoli ta' indiċi ta' rifrazzjoni biss fit-trasversali, filwaqt li l-gwidi tal-mewġ ibbażati fuq is-silikon għandhom kuntrast għoli ta' indiċi ta' rifrazzjoni kemm fit-trasversali kif ukoll fil-lonġitudinali, li jippermetti lill-apparati bbażati fuq is-silikon jiksbu raġġi ta' liwi iżgħar u strutturi oħra aktar kompatti. InGaAsP għandu band gap dirett, filwaqt li Si u Ge le. Bħala riżultat, is-sistemi tal-materjal InP huma superjuri f'termini ta' effiċjenza tal-lejżer. L-ossidi intrinsiċi tas-sistemi InP mhumiex stabbli u robusti daqs l-ossidi intrinsiċi ta' Si, dijossidu tas-silikon (SiO2). Is-silikon huwa materjal aktar b'saħħtu mill-InP, li jippermetti l-użu ta' daqsijiet akbar ta' wejfers, jiġifieri minn 300 mm (dalwaqt se jiġi aġġornat għal 450 mm) meta mqabbel ma' 75 mm fl-InP. InPmodulaturiġeneralment jiddependu fuq l-effett Stark limitat għall-kwantum, li huwa sensittiv għat-temperatura minħabba l-moviment tat-tarf tal-medda kkawżat mit-temperatura. B'kuntrast, id-dipendenza tat-temperatura tal-modulaturi bbażati fuq is-silikon hija żgħira ħafna.

It-teknoloġija tal-fotonika tas-silikon ġeneralment titqies adattata biss għal prodotti bi prezz baxx, ta' firxa qasira, u ta' volum għoli (aktar minn miljun biċċa fis-sena). Dan għaliex huwa aċċettat b'mod wiesa' li hija meħtieġa ammont kbir ta' kapaċità tal-wejfer biex jinfirxu l-ispejjeż tal-maskra u tal-iżvilupp, u liteknoloġija fotonika tas-silikongħandu żvantaġġi sinifikanti fil-prestazzjoni f'applikazzjonijiet ta' prodotti reġjonali u fuq distanzi twal minn belt għal belt. Fir-realtà, madankollu, l-oppost huwa minnu. F'applikazzjonijiet ta' spiża baxxa, medda qasira, u rendiment għoli, laser li jarmi l-wiċċ b'kavità vertikali (VCSEL) ulejżer modulat direttament (Lejżer DML) : il-lejżer modulat direttament joħloq pressjoni kompetittiva enormi, u d-dgħufija tat-teknoloġija fotonika bbażata fuq is-silikon li ma tistax tintegra l-lejżers faċilment saret żvantaġġ sinifikanti. B'kuntrast, f'applikazzjonijiet metro, fuq distanzi twal, minħabba l-preferenza għall-integrazzjoni tat-teknoloġija fotonika tas-silikon u l-ipproċessar tas-sinjali diġitali (DSP) flimkien (li ħafna drabi jkun f'ambjenti ta' temperatura għolja), huwa aktar vantaġġuż li l-lejżer jiġi separat. Barra minn hekk, it-teknoloġija ta' skoperta koerenti tista' tpatti għan-nuqqasijiet tat-teknoloġija fotonika tas-silikon fil-biċċa l-kbira, bħall-problema li l-kurrent skur huwa ħafna iżgħar mill-fotokurrent tal-oxxillatur lokali. Fl-istess ħin, huwa wkoll żbaljat li wieħed jaħseb li ammont kbir ta' kapaċità tal-wejfer hija meħtieġa biex tkopri l-ispejjeż tal-maskra u tal-iżvilupp, għaliex it-teknoloġija fotonika tas-silikon tuża daqsijiet tan-nodi li huma ħafna akbar mis-semikondutturi tal-ossidu tal-metall komplementari l-aktar avvanzati (CMOS), għalhekk il-maskri u l-ġirjiet tal-produzzjoni meħtieġa huma relattivament irħas.