Fotonikus integrált áramkör (PIC) anyagrendszer
A Szilícium Photonics egy olyan fegyelem, amely szilícium anyagokon alapuló síkszerkezeteket használ a fény közvetlen irányításához, hogy különféle funkciókat érjen el. Itt a szilícium -fotonika alkalmazására összpontosítunk az adók és vevők létrehozásakor a száloptikai kommunikációhoz. Mivel további sebességváltót kell hozzáadni egy adott sávszélességnél, egy adott lábnyomon és egy adott költségnövekedéshez, a szilícium fotonika gazdaságilag hangosabbá válik. Az optikai részhez,fotonikus integrációs technológiaHasználni kell, és a legtöbb koherens adó-vevő manapság különálló Linbo3/ sík fényhullámú áramkör (PLC) modulátorok és INP/ PLC vevők felhasználásával készül.
1. ábra: Az általánosan használt fotonikus integrált áramkör (PIC) anyagrendszereit mutatja.
Az 1. ábra a legnépszerűbb PIC anyagrendszereket mutatja. Balról jobbra vannak szilícium-alapú szilícium-dioxid-kép (más néven PLC), szilícium-alapú szigetelő PIC (szilícium fotonika), lítium-niobát (LinBo3) és III-V csoportos PIC, például az INP és a GAAS. Ez a cikk a szilícium-alapú fotonikára összpontosít. -Benszilícium fotonika, a fényjel elsősorban szilíciumban halad, amelynek közvetett sávrátuma 1,12 elektron volt (1,1 mikron hullámhosszúsággal). A szilíciumot tiszta kristályok formájában termesztik kemencékben, majd ostyákba vágják, amelyek manapság általában 300 mm átmérőjűek. Az ostya felülete oxidálódik, hogy szilícium -dioxidréteget képezzen. Az egyik ostyát hidrogénatomokkal bombáznak egy bizonyos mélységbe. A két ostyát ezután vákuumban olvadják, és az oxidrétegek egymáshoz kötődnek. Az összeszerelés megszakad a hidrogén -ion implantációs vonal mentén. A repedésnél lévő szilíciumréteget ezután csiszolják, végül egy vékonyréteg kristályos Si -t hagyva az ép szilícium „fogantyú” ostya tetején a szilícium -dioxidréteg tetején. A hullámvezetők ebből a vékony kristályos rétegből képződnek. Míg ezek a szilícium-alapú szigetelő (SOI) ostyák lehetővé teszik az alacsony veszteségű szilícium-fotonikus hullámvezetőket, ezeket valójában az alacsony fogyasztású CMO-k áramkörökben általában használják az általuk nyújtott alacsony szivárgási áram miatt.
A szilícium-alapú optikai hullámvezetőknek számos lehetséges formája létezik, amint azt a 2. ábra mutatja. A germánium keverésével lehetségesfotodetektorokés az elektromos felszívódásmodulátorok, és esetleg akár optikai erősítők is. A szilícium doppingjával, anoptikai modulátorelkészíthető. Balról jobbra az alsó: szilícium huzal hullámvezető, szilícium -nitrid hullámvezető, szilícium -oxinitrid hullámvezető, vastag szilícium -hegygerinc hullámvezető, vékony szilícium -nitrid hullámvezető és adalékolt szilikon hullámvezető. A tetején, balról jobbra, a kimerülési modulátorok, a germánium fotodetektorok és a germániumoptikai erősítők.
2. ábra: Szilícium-alapú optikai hullámvezető sorozat keresztmetszete, amely tipikus terjedési veszteségeket és törésmutatókat mutat.
A postai idő: július 15-2024