Оптикалык модулятордун эң маанилүү касиеттеринин бири - анын модуляция ылдамдыгы же өткөрүү жөндөмдүүлүгү, ал жок дегенде жеткиликтүү электроникадай тез болушу керек. 100 ГГцден жогору транзиттик жыштыктарга ээ транзисторлор 90 нм кремний технологиясында буга чейин көрсөтүлгөн жана минималдуу өзгөчөлүк өлчөмү азайган сайын ылдамдык андан ары жогорулайт [1]. Бирок, азыркы кремнийге негизделген модуляторлордун өткөрүү жөндөмдүүлүгү чектелүү. Кремнийдин центро-симметриялык кристаллдык түзүлүшүнөн улам χ(2)-сызыктуу эместиги жок. Чыңалган кремнийди колдонуу буга чейин эле кызыктуу натыйжаларга алып келди [2], бирок сызыктуу эместиктер азырынча практикалык түзмөктөргө мүмкүндүк бербейт. Ошондуктан, заманбап кремний фотондук модуляторлору дагы эле pn же пин түйүндөрүндөгү эркин алып жүрүүчүлөрдүн дисперсиясына таянат [3–5]. Алдыга багытталган түйүндөр VπL = 0,36 В мм сыяктуу чыңалуу узундугунун көбөйтүндүсүн көрсөтөөрү көрсөтүлгөн, бирок модуляция ылдамдыгы азчылык алып жүрүүчүлөрдүн динамикасы менен чектелген. Ошого карабастан, электрдик сигналды алдын ала басым жасоонун жардамы менен 10 Гбит/с маалымат берүү ылдамдыгы түзүлдү [4]. Анын ордуна тескери бурмаланган өткөөлдөрдү колдонуу менен өткөрүү жөндөмдүүлүгү болжол менен 30 ГГцге чейин көбөйтүлдү [5,6], бирок чыңалуу узундугунун көбөйтүндүсү VπL = 40 В мм чейин көтөрүлдү. Тилекке каршы, мындай плазмалык эффект фазасынын модуляторлору каалабаган интенсивдүүлүк модуляциясын да пайда кылат [7] жана алар колдонулган чыңалууга сызыктуу эмес жооп беришет. Бирок, QAM сыяктуу өнүккөн модуляция форматтары сызыктуу жоопту жана таза фаза модуляциясын талап кылат, бул электро-оптикалык эффектти (Покельс эффектисин [8]) пайдаланууну өзгөчө жагымдуу кылат.
2. SOH ыкмасы
Жакында кремний-органикалык гибриддик (SOH) ыкмасы сунушталды [9–12]. SOH модуляторунун мисалы 1(а)-сүрөттө көрсөтүлгөн. Ал оптикалык талааны жетектеген уяча толкун өткөргүчтөн жана оптикалык толкун өткөргүчтү металл электроддорго электрдик түрдө туташтырган эки кремний тилкесинен турат. Оптикалык жоготууларды болтурбоо үчүн электроддор оптикалык модалдык талаанын сыртында жайгашкан [13], 1(б)-сүрөт. Түзмөк уячаны бирдей толтурган электрооптикалык органикалык материал менен капталган. Модуляциялоочу чыңалуу металл электрдик толкун өткөргүчү тарабынан өткөрүлүп, өткөргүч кремний тилкелеринин аркасында уяча аркылуу түшөт. Андан кийин пайда болгон электр талаасы уячадагы сынуу көрсөткүчүн өтө тез электрооптикалык эффект аркылуу өзгөртөт. Уячанын туурасы 100 нм тартибинде болгондуктан, бир нече вольт көпчүлүк материалдардын диэлектрикалык бекемдигинин чоңдугуна барабар болгон абдан күчтүү модуляциялоочу талааларды түзүү үчүн жетиштүү. Модуляциялоочу жана оптикалык талаалар уячанын ичинде топтолгондуктан, структура жогорку модуляциялык эффективдүүлүккө ээ, 1(б)-сүрөт [14]. Чынында эле, субвольттук иштөөсү бар SOH модуляторлорунун алгачкы ишке ашыруулары [11] көрсөтүлгөн жана 40 ГГцке чейинки синусоидалык модуляция көрсөтүлгөн [15,16]. Бирок, төмөнкү чыңалуудагы жогорку ылдамдыктагы SOH модуляторлорун куруудагы кыйынчылык - жогорку өткөргүчтүк туташтыруучу тилкени түзүү. Эквиваленттүү схемада уячаны C конденсатору, ал эми өткөргүч тилкелерди R резисторлору менен көрсөтүүгө болот, 1(b-сүрөт). Тиешелүү RC убакыт константасы түзмөктүн өткөрүү жөндөмдүүлүгүн аныктайт [10,14,17,18]. R каршылыкты азайтуу үчүн кремний тилкелерин легирлөө сунушталган [10,14]. Легирлөө кремний тилкелеринин өткөргүчтүгүн жогорулатса (жана ошентип оптикалык жоготууларды көбөйтсө), кошумча жоготуу үчүн айып пул төлөнөт, анткени электрондордун кыймылдуулугу аралашманын чачырашынан начарлайт [10,14,19]. Андан тышкары, акыркы жасоо аракеттери күтүлбөгөн жерден төмөн өткөргүчтүктү көрсөттү.
Кытайдын "Кремний өрөөнүндө" - Пекин Чжунгуаньцунда жайгашкан Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. - ата мекендик жана чет элдик изилдөө мекемелерине, изилдөө институттарына, университеттерге жана ишкананын илимий изилдөө кызматкерлерине кызмат көрсөтүүгө арналган жогорку технологиялуу ишкана. Биздин компания негизинен оптоэлектрондук продукцияларды көз карандысыз изилдөө жана иштеп чыгуу, долбоорлоо, өндүрүү, сатуу менен алектенет жана илимий изилдөөчүлөр жана өнөр жай инженерлери үчүн инновациялык чечимдерди жана кесипкөй, жекелештирилген кызматтарды көрсөтөт. Көп жылдык көз карандысыз инновациялардан кийин, ал муниципалдык, аскердик, транспорт, электр энергиясы, каржы, билим берүү, медициналык жана башка тармактарда кеңири колдонулган фотоэлектрдик продукциялардын бай жана кемчиликсиз сериясын түздү.
Биз сиз менен кызматташууну чыдамсыздык менен күтөбүз!
Жарыяланган убактысы: 2023-жылдын 29-марты