Ċirkuwitu Integrat Photoniku (PIC) Sistema tal-Materjal
Silicon Photonics hija dixxiplina li tuża strutturi ċari bbażati fuq materjali tas-silikon biex tidderieġi dawl biex tinkiseb varjetà ta 'funzjonijiet. Aħna niffokaw hawn fuq l-applikazzjoni ta 'fotonika tas-silikon fil-ħolqien ta' trasmettituri u riċevituri għal komunikazzjonijiet tal-fibra ottika. Peress li l-ħtieġa li żżid aktar trasmissjoni f'wisa 'tal-frekwenza partikolari, impronta partikolari, u spejjeż partikolari jiżdiedu, 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 ta' Linbo3 / Planari Light Wave (PLC) u riċevituri INP / PLC.
Figura 1: turi sistemi ta 'materjal ta' ċirkwit integrat fotoniku (PIC) użat komunement.
Il-Figura 1 turi l-aktar sistemi popolari ta 'materjal PIC. Mix-xellug għal-lemin hemm PIC tas-silika bbażata fuq is-silikon (magħrufa wkoll bħala PLC), PIC tal-iżolatur ibbażat fuq is-silikon (silikon fotonika), niobate tal-litju (Linbo3), u pic tal-grupp III-V, bħal INP u GAAs. Din il-karta tiffoka fuq fotonika bbażata fuq is-silikon. FiFotonika tas-Silikon, is-sinjal tad-dawl jivvjaġġa prinċipalment fis-silikon, li għandu lakuna indiretta ta '1.12 volts elettroniċi (b'tul ta' mewġa ta '1.1 mikron). Is-silikon huwa mkabbar fil-forma ta 'kristalli puri fil-fran u mbagħad jinqata' fil-wejfers, li llum huma tipikament dijametru ta '300 mm. Il-wiċċ tal-wejfer huwa ossidizzat biex jifforma saff tas-silika. Wieħed mill-wejfers huwa bbumbardjat b'atomi ta 'l-idroġenu sa ċertu fond. Iż-żewġ wejfers imbagħad jiġu mdewba fil-vakwu u s-saffi tal-ossidu tagħhom jorbtu ma 'xulxin. L-assemblaġġ jinkiser tul il-linja ta 'impjantazzjoni tal-joni tal-idroġenu. Is-saff tas-silikon fil-qasma huwa mbagħad illustrat, u eventwalment iħalli saff irqiq ta 'Si kristallin fuq il-wejfer "manku" tas-silikon intatt fuq is-saff tas-silika. Il-gwidi tal-mewġ huma ffurmati minn dan is-saff kristallin irqiq. Filwaqt li dawn il-wejfers tal-iżolatur ibbażati fuq is-silikon (SOI) jagħmlu l-mewġ tal-fotoniċi tas-silikon b'telf baxx, huma fil-fatt jintużaw b'mod aktar komuni fiċ-ċirkwiti CMOS ta 'enerġija baxxa minħabba l-kurrent ta' tnixxija baxxa li jipprovdu.
Hemm ħafna forom possibbli ta 'gwida tal-mewġ ottiċi bbażati fuq is-silikon, kif muri fil-Figura 2. Jvarjaw minn gwidi tas-silika tal-mikroskala tal-ġermanja għal gwidi tal-wajer tas-silikon nanoskala tas-silikon. Billi tħallat il-ġermanju, huwa possibbli li tagħmelfotodetetturiu assorbiment elettrikumodulaturi, u possibbilment anke amplifikaturi ottiċi. Billi doping silicon, anModulatur ottikujista 'jsir. Il-qiegħ mix-xellug għal-lemin huma: wajer tal-wajer tas-silikon, waveguide tan-nitruri tas-silikon, waveguide tas-silikon oxynitride, waveguide ħoxnin tas-silikon, silikon tas-silikon tan-nitride tal-mewġ u l-mewġ tas-silikon doped. Fil-parti ta 'fuq, mix-xellug għal-lemin, hemm modulaturi ta' tnaqqis, fotodetetturi tal-ġermanju, u ġermanjuAmplifikaturi ottiċi.
Figura 2: Sezzjoni trasversali ta 'serje ta' waveguide ottika bbażata fuq is-silikon, li turi telf tipiku ta 'propagazzjoni u indiċi ta' rifrazzjoni.
Ħin ta 'wara: 15 ta' Lulju