Sistema ta 'materjal ta' ċirkwit integrat fotoniku (PIC).
Il-fotonika tas-silikon hija dixxiplina li tuża strutturi planari bbażati fuq materjali tas-silikon biex tidderieġi d-dawl biex tikseb varjetà ta 'funzjonijiet. Aħna niffukaw hawn fuq l-applikazzjoni tal-fotonika tas-silikon fil-ħolqien ta 'trasmettituri u riċevituri għal komunikazzjonijiet tal-fibra ottika. Hekk kif tiżdied il-ħtieġa li tiżdied aktar trasmissjoni f'bandwidth partikolari, footprint partikolari, u spejjeż partikolari, il-fotonika tas-silikon issir aktar ekonomikament soda. Għall-parti ottika,teknoloġija ta 'integrazzjoni fotonikagħandhom jintużaw, u l-biċċa l-kbira tat-transceivers koerenti llum huma mibnija bl-użu ta’ modulaturi separati LiNbO3/planar light-wave circuit (PLC) u riċevituri InP/PLC.
Figura 1: Turi sistemi ta 'materjal ta' ċirkwit integrat fotoniku (PIC) użati b'mod komuni.
Il-Figura 1 turi l-aktar sistemi ta 'materjal PIC popolari. Mix-xellug għal-lemin huma PIC tas-silika bbażati fuq is-silikon (magħrufa wkoll bħala PLC), PIC iżolatur ibbażat fuq is-silikon (fotonika tas-silikon), niobat tal-litju (LiNbO3), u PIC tal-grupp III-V, bħal InP u GaAs. Dan id-dokument jiffoka fuq fotonika bbażata fuq is-silikon. Filfotonika tas-silikon, is-sinjal tad-dawl jivvjaġġa prinċipalment fis-silikon, li għandu band gap indiretta ta '1.12 elettron volt (b'wavelength ta' 1.1 mikron). Is-silikon jitkabbar fil-forma ta 'kristalli puri fil-fran u mbagħad maqtugħ f'wejfers, li llum huma tipikament dijametru ta' 300 mm. Il-wiċċ tal-wejfer huwa ossidizzat biex jifforma saff tas-silika. Waħda mill-wejfers hija bbumbardjata bl-atomi tal-idroġenu sa ċertu fond. Iż-żewġ wejfers imbagħad jiġu mdewba f'vakwu u s-saffi tal-ossidu tagħhom jingħaqdu ma' xulxin. L-assemblaġġ jinkiser tul il-linja tal-impjantazzjoni tal-jone tal-idroġenu. Is-saff tas-silikon fil-qasma mbagħad jiġi illustrat, eventwalment iħalli saff irqiq ta 'Si kristallin fuq il-wejfer ta' "manku" tas-silikon intatt fuq is-saff tas-silika. Waveguides huma ffurmati minn dan is-saff kristallin irqiq. Filwaqt li dawn il-wejfers ta 'iżolatur ibbażat fuq is-silikon (SOI) jagħmlu possibbli gwidi tal-mewġ tal-fotonika tas-silikon b'telf baxx, fil-fatt huma użati b'mod aktar komuni f'ċirkwiti CMOS ta' enerġija baxxa minħabba l-kurrent baxx ta 'tnixxija li jipprovdu.
Hemm ħafna forom possibbli ta 'gwidi tal-mewġ ottiċi bbażati fuq is-silikon, kif muri fil-Figura 2. Dawn ivarjaw minn gwidi tal-mewġ tas-silika drogati bil-ġermanju mikroskala għal gwidi tal-mewġ nanoskala tas-Silicon Wire. Billi tħallat il-ġermanju, huwa possibbli li tagħmelfotodetetturiu assorbiment elettrikumodulaturi, u possibbilment anke amplifikaturi ottiċi. Permezz tad-doping tas-silikon, anmodulatur ottikujista’ jsir. Il-qiegħ mix-xellug għal-lemin huma: waveguide tal-wajer tas-silikon, waveguide tan-nitrur tas-silikon, waveguide oxynitride tas-silikon, waveguide ħoxna tas-silikon, waveguide irqiq tan-nitrur tas-silikon u waveguide doped. Fin-naħa ta’ fuq, mix-xellug għal-lemin, hemm modulaturi tat-tnaqqis, fotodetectors tal-ġermanju, u ġermanjuamplifikaturi ottiċi.
Figura 2: Sezzjoni trasversali ta 'serje ta' waveguide ottika bbażata fuq silikon, li turi telf ta 'propagazzjoni tipiku u indiċi ta' rifrazzjoni.
Ħin tal-post: Lulju-15-2024