Фотондук интегралдык микросхема (PIC) материалдык системасы
Кремний фотоникасы - бул ар кандай функцияларды аткаруу үчүн жарыкты багыттоо үчүн кремний материалдарына негизделген тегиздик структураларды колдонгон тармак. Бул жерде биз була-оптикалык байланыш үчүн өткөргүчтөрдү жана кабыл алгычтарды түзүүдө кремний фотоникасын колдонууга көңүл бурабыз. Белгилүү бир өткөрүү жөндөмдүүлүгүндө, белгилүү бир аймакта жана белгилүү бир баада көбүрөөк өткөрүүнү кошуу зарылдыгы жогорулаган сайын, кремний фотоникасы экономикалык жактан пайдалуу болуп калат. Оптикалык бөлүк үчүн,фотондук интеграция технологиясыколдонулушу керек, жана бүгүнкү күндөгү көпчүлүк когеренттүү трансиверлер өзүнчө LiNbO3/жалпак жарык толкундуу чынжыр (PLC) модуляторлорун жана InP/PLC кабыл алгычтарын колдонуу менен курулган.
1-сүрөт: Көп колдонулган фотондук интегралдык микросхема (PIC) материалдык системалары көрсөтүлгөн.
1-сүрөттө эң популярдуу PIC материалдык системалары көрсөтүлгөн. Солдон оңго карай кремний негизиндеги кремний диоксиди PIC (PLC деп да аталат), кремний негизиндеги изолятор PIC (кремний фотоникасы), литий ниобаты (LiNbO3) жана InP жана GaAs сыяктуу III-V тобундагы PIC көрсөтүлгөн. Бул макалада кремний негизиндеги фотоника каралат.кремний фотоникасы, жарык сигналы негизинен кремнийде өтөт, анын кыйыр тилке аралыгы 1,12 электрон вольт (толкун узундугу 1,1 микрон). Кремний мештерде таза кристаллдар түрүндө өстүрүлөт жана андан кийин бүгүнкү күндө диаметри 300 мм болгон пластиналарга кесилет. Пластинанын бети кремний катмарын түзүү үчүн кычкылданат. Пластинанын бири белгилүү бир тереңдикке чейин суутек атомдору менен бомбаланат. Андан кийин эки пластина вакуумда эрийт жана алардын кычкыл катмарлары бири-бирине туташат. Жыйнак суутек ионунун имплантация сызыгы боюнча үзүлөт. Андан кийин жаракадагы кремний катмары жылмаланат, акыры кремний катмарынын үстүндөгү бүтүн кремний "туткасы" пластинасынын үстүндө кристаллдык Si жука катмарын калтырат. Толкун өткөргүчтөр ушул жука кристаллдык катмардан пайда болот. Бул кремний негизиндеги изолятор (SOI) пластиналары аз жоготуулуу кремний фотондук толкун өткөргүчтөрүн мүмкүн кылганы менен, алар чындыгында аз кубаттуулуктагы CMOS схемаларында көбүрөөк колдонулат, анткени алар аз агып кетүү тогун камсыз кылат.
2-сүрөттө көрсөтүлгөндөй, кремний негизиндеги оптикалык толкун өткөргүчтөрдүн көптөгөн мүмкүн болгон формалары бар. Алар микромасштабдагы германий менен легирленген кремний диоксиди толкун өткөргүчтөрүнөн баштап, наномасштабдагы кремний зым толкун өткөргүчтөрүнө чейин. Германийди аралаштыруу менен, төмөнкүлөрдү жасоого болотфотодетекторлоржана электрдик абсорбциямодуляторлоржана, балким, оптикалык күчөткүчтөр. Кремнийди легирлөө менен,оптикалык модуляторжасалышы мүмкүн. Төмөнкү бөлүгү солдон оңго карай: кремний зым толкун өткөргүчү, кремний нитрид толкун өткөргүчү, кремний оксинитрид толкун өткөргүчү, калың кремний кырка толкун өткөргүчү, жука кремний нитрид толкун өткөргүчү жана легирленген кремний толкун өткөргүчү. Үстү жагында, солдон оңго карай, азайуу модуляторлору, германий фотодетекторлору жана германий жайгашкан.оптикалык күчөткүчтөр.
2-сүрөт: Кремний негизиндеги оптикалык толкун өткөргүчтөрдүн катар кесилиши, анда типтүү таралуу жоготуулары жана сынуу көрсөткүчтөрү көрсөтүлгөн.
Жарыяланган убактысы: 2024-жылдын 15-июлу