Fotonik Entegre Devre (PIC) Malzeme Sistemi
Silikon Fotonik, çeşitli işlevlere ulaşmak için ışığı yönlendirmek için silikon malzemelere dayalı düzlemsel yapıları kullanan bir disiplindir. Burada fiber optik iletişim için vericiler ve alıcılar oluşturmada silikon fotonik uygulanmasına odaklanıyoruz. Belirli bir bant genişliğine, belirli bir ayak izine ve belirli bir maliyet artışına daha fazla iletim ekleme ihtiyacı, silikon fotonikler daha ekonomik hale gelir. Optik kısım için,fotonik entegrasyon teknolojisiKullanılmalıdır ve bugün en tutarlı alıcı-vericiler ayrı LINBO3/ Düzlemsel Işık Dalgası Devresi (PLC) modülatörleri ve INP/ PLC alıcıları kullanılarak oluşturulmuştur.
Şekil 1: Yaygın olarak kullanılan fotonik entegre devre (PIC) malzeme sistemlerini göstermektedir.
Şekil 1, en popüler PIC malzeme sistemlerini göstermektedir. Soldan sağa silikon bazlı silika PIC (PLC olarak da bilinir), silikon bazlı izolatör PIC (silikon fotonik), lityum niobat (LINBO3) ve INP ve GaAs gibi III-V grup PIC'dir. Bu makale silikon bazlı fotoniklere odaklanmaktadır. İçindeSilikon Fotonik, ışık sinyali esas olarak 1.12 elektron volt (1.1 mikron dalga boyu ile) dolaylı bant boşluğuna sahip silikonda seyahat eder. Silikon, fırınlardaki saf kristaller şeklinde yetiştirilir ve daha sonra bugün tipik olarak 300 mm çapında olan gofretler halinde kesilir. Gofret yüzeyi bir silika tabakası oluşturmak için oksitlenir. Gofretlerden biri, belirli bir derinliğe hidrojen atomları ile bombalanır. İki gofret daha sonra bir vakumda kaynaşır ve oksit tabakaları birbirine bağlanır. Montaj hidrojen iyonu implantasyon hattı boyunca kırılır. Çatlaktaki silikon tabakası daha sonra cilalanır, sonunda silika tabakasının üstünde bozulmamış silikon “sap” gofretin üstünde ince bir kristal Si tabakası bırakır. Dalga kılavuzları bu ince kristal tabakadan oluşur. Bu silikon bazlı izolatör (SOI) gofretler düşük kayıplı silikon fotonik dalga kılavuzlarını mümkün kılar, ancak sağladıkları düşük sızıntı akımı nedeniyle daha yaygın olarak düşük güçlü CMOS devrelerinde kullanılmaktadır.
Şekil 2'de gösterildiği gibi silikon bazlı optik dalga kılavuzlarının birçok olası formu vardır. Mikro ölçekli germanyum katkılı silika dalga kılavuzlarından nano ölçekli silikon tel dalga kılavuzlarına kadar değişir. Germanium'u harmanlayarak yapmak mümkündürfotodetektörlerve elektrik emilimimodülatörlerve hatta muhtemelen optik amplifikatörler. Silikon doping, biroptik modülatöryapılabilir. Soldan sağa alt: silikon tel dalga kılavuzu, silikon nitrür dalga kılavuzu, silikon oksinitrür dalga kılavuzu, kalın silikon sırt dalga kılavuzu, ince silikon nitrür dalga kılavuzu ve katkılı silikon dalga kılavuzu. Üstte soldan sağa, tükenme modülatörleri, Germanyum Fotodetektörler ve Germanyumoptik amplifikatörler.
Şekil 2: Tipik yayılma kayıplarını ve kırılma indekslerini gösteren silikon bazlı bir optik dalga kılavuzu serisinin kesiti.
Gönderme Zamanı: Tem-15-2024