Bir optik modülatörün en önemli özelliklerinden biri modülasyon hızı veya bant genişliğidir ve bu hızın en az mevcut elektronik cihazlar kadar hızlı olması gerekir.Geçiş frekansları 100 GHz'in çok üzerinde olan transistörler 90 nm silikon teknolojisinde zaten gösterilmiştir ve minimum özellik boyutu küçüldükçe hız daha da artacaktır [1].Ancak günümüz silikon bazlı modülatörlerin bant genişliği sınırlıdır.Silikon, sentro-simetrik kristal yapısından dolayı χ(2)-doğrusal olmayan bir yapıya sahip değildir.Gerilmiş silikonun kullanımı halihazırda ilginç sonuçlara yol açmıştır [2], fakat doğrusal olmama durumları henüz pratik cihazlara izin vermemektedir.Bu nedenle son teknoloji ürünü silikon fotonik modülatörler hala pn veya pim bağlantılarındaki serbest taşıyıcı dağılımına dayanmaktadır [3-5].İleriye doğru eğimli bağlantıların, VπL = 0,36 V mm kadar düşük bir voltaj-uzunluk ürünü sergilediği gösterilmiştir, ancak modülasyon hızı, azınlık taşıyıcılarının dinamikleri tarafından sınırlıdır.Yine de elektrik sinyalinin ön vurgulanması yardımıyla 10 Gbit/s'lik veri hızları üretilmiştir [4].Bunun yerine ters öngerilimli bağlantıların kullanılmasıyla bant genişliği yaklaşık 30 GHz'e yükseltildi [5,6] ancak gerilim-boy çarpımı VπL = 40 V mm'ye yükseldi.Ne yazık ki, bu tür plazma etkili faz modülatörleri aynı zamanda istenmeyen yoğunluk modülasyonu da üretirler [7] ve uygulanan voltaja doğrusal olmayan bir şekilde yanıt verirler.Bununla birlikte, QAM gibi gelişmiş modülasyon formatları doğrusal bir yanıt ve saf faz modülasyonu gerektirir, bu da elektro-optik etkinin (Pockels etkisi [8]) kullanılmasını özellikle arzu edilir hale getirir.
2. SOH yaklaşımı
Son zamanlarda silikon-organik hibrit (SOH) yaklaşımı önerilmiştir [9-12].Bir SOH modülatörünün bir örneği Şekil 1(a)'da gösterilmektedir.Optik alanı yönlendiren bir yarık dalga kılavuzundan ve optik dalga kılavuzunu metalik elektrotlara elektriksel olarak bağlayan iki silikon şeritten oluşur.Elektrotlar, optik kayıpları önlemek için optik modal alanın dışına yerleştirilir [13], Şekil 1(b).Cihaz, yuvayı eşit şekilde dolduran elektro-optik organik malzeme ile kaplanmıştır.Modülasyon voltajı metalik elektrik dalga kılavuzu tarafından taşınır ve iletken silikon şeritler sayesinde yuva boyunca düşer.Ortaya çıkan elektrik alanı daha sonra ultra hızlı elektro-optik etki yoluyla yarıktaki kırılma indeksini değiştirir.Yarık 100 nm mertebesinde bir genişliğe sahip olduğundan, çoğu malzemenin dielektrik mukavemetinin büyüklük sırasına göre olan çok kuvvetli modülasyon alanları oluşturmak için birkaç volt yeterlidir.Hem modülasyon hem de optik alanlar yuvanın içinde yoğunlaştığından, yapı yüksek bir modülasyon verimliliğine sahiptir, Şekil 1(b) [14].Aslında, alt volt işletimli SOH modülatörlerinin [11] ilk uygulamaları zaten gösterilmiştir ve 40 GHz'e kadar sinüzoidal modülasyon gösterilmiştir [15,16].Bununla birlikte, düşük voltajlı, yüksek hızlı SOH modülatörlerinin yapımında karşılaşılan zorluk, oldukça iletken bir bağlantı şeridi oluşturmaktır.Eşdeğer bir devrede yuva bir kapasitör C ile ve iletken şeritler R dirençleri ile temsil edilebilir, Şekil 1(b).Karşılık gelen RC zaman sabiti cihazın bant genişliğini belirler [10,14,17,18].R direncini azaltmak için silikon şeritlerin katkılanması önerilmiştir [10,14].Katkılama silikon şeritlerin iletkenliğini arttırırken (ve dolayısıyla optik kayıpları arttırır), elektron hareketliliği safsızlık saçılması nedeniyle bozulduğundan ek bir kayıp cezası ödenir [10,14,19].Üstelik en son üretim denemeleri beklenmedik derecede düşük iletkenlik gösterdi.
Çin'in “Silikon Vadisi” - Pekin Zhongguancun'da bulunan Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., yerli ve yabancı araştırma kurumlarına, araştırma enstitülerine, üniversitelere ve kurumsal bilimsel araştırma personeline hizmet vermeye adanmış bir yüksek teknoloji kuruluşudur.Şirketimiz ağırlıklı olarak optoelektronik ürünlerin bağımsız araştırma ve geliştirmesi, tasarımı, üretimi ve satışı ile ilgilenmektedir ve bilimsel araştırmacılar ve endüstri mühendisleri için yenilikçi çözümler ve profesyonel, kişiselleştirilmiş hizmetler sunmaktadır.Yıllar süren bağımsız inovasyondan sonra, belediye, askeri, ulaşım, elektrik, finans, eğitim, tıp ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılan zengin ve mükemmel bir fotoelektrik ürün serisi oluşturdu.
Sizinle işbirliği yapmayı sabırsızlıkla bekliyoruz!
Gönderim zamanı: Mar-29-2023