Силикон фотоника жигердүү элемент

Силикон фотоника жигердүү элемент

Фоторика жигердүү компоненттер жарыктын жана заттын ортосундагы динамикалык динамикалык өз ара аракеттенүүнү атайын атап айтышат. Фототиниканын кадимки жигердүү компоненти - оптикалык модулатор. Бардык учурдагы кремнийге негизделгенОптикалык модуляторлорПлазма акысыз ташуучу эффектине негизделген. Допинг, электр же оптикалык ыкмалар менен акысыз электрондордун жана тешикчтин санын өзгөртүү комплекстүү реактивдүү индексти өзгөртө алат, ал эми 1550 нанометрдин толкун узундугу менен алынган маалыматтарды (сореф менен беннеттте алынган маалыматтарды) өзгөртүүгө болот. Электрондор менен салыштырганда, тешиктер реалдуу жана элестүү серептен индекстин кеңири үлүшүнө алып келиши мүмкүн, андай болсо, бул жоголгон өзгөрүү үчүн чоң фазанын өзгөрүшү мүмкүн, андыктанМав-Зехндер Модуларжана ринг модуляторлоруна, адатта, тешиктерди колдонууну артык көрүшөтФаза Модуляторлор.

Ар кандайкремний (Si) Модулатор10А сүрөтүндө түрлөрү көрсөтүлгөн. Ташуучунун инъекционалтору модуляторунда, жеңил кремний кремнийден, ал эми электрон жана тешиктер сайылып алынат. Бирок, мындай модуляторлор, адатта, 500 МГц өткөрүү жөндөмдүүлүгү менен жайыраак, анткени Акысыз электрондор жана тешиктер саймадан кийин рекомбинацияга көп убакыт талап кылынат. Ошондуктан, бул түзүмдө көбүнчө өзгөрүлмө оптикалык чемпионат (VOA) катары колдонулат (VOA) катары колдонулат. Ташуучунун түйшүк тартылуучу модуляторунда жарык бөлүгүндө тар фунттук түйүндөрүндө жайгашкан жана PN кесилишинин кеңдиги, колдонулган электр талаасы менен өзгөрөт. Бул модулятор 50ГБ / с ашыкча ылдамдыкта иштей алат, бирок жогорку чегине кыстаруу жоголот. Типтүү VPIL 2 V-см. Металл кукидатынын жарым өткөргүч (MOS) (чындыгында жарым-жартылай семестр-сентид-сентид-сентид) Модулятордо PN кесилишинде ичке оксид катмарын камтыйт. Бул бир нече жүк ташуучу топтолууга, ошондой эле жүк ташуучусунун азаплануусун, болжол менен 0,2 V-смге чейин, бирок бирдиктин узундугуна чейин жогорку оптикалык жоготуулардын жана жогорку деңгээлдеги кыйкуулардын кемчилиги бар. Мындан тышкары, Сиге (Силикон Германиянын эритме эритме) Мындан тышкары, металлдарды жана тунук изоляторлорду сиңирип алмаштыруу үчүн графенге таянган графендик модуляторлор бар. Алар жогорку ылдамдыктагы, төмөн жоготуу оптикалык сигнал модулга жетишүү үчүн ар кандай механизмдердин колдонмолорунун ар түрдүүлүгүн көрсөтөт.

10-сүрөт: (а) Кремнийге негизделген оптикалык модулятордун дизагынын диаграммасы жана (b) оптикалык детал-детектордун дизагынын кесилиш диаграммасы.

10B сүрөтүндө кремнийге негизделген бир нече жарык аныктоочу жайлык көрсөтүлөт. Сиңирүүчү материал - Германия (GE). GE толкун узундуктарында жеңилдетилгендигин 1,6 мкм. Солдо көрсөтүлгөндөй, бүгүнкү күндө эң коммерциялык ийгиликтүү PIN структурасы. Ал FE Өсүп жаткан GE Өсүмдүктүн кесепетинен P-типтеги кремнийден турат. G жана SI 4% эрдиктин 4% дал келбестиги, жулуп кетүүнү минималдаштыруу үчүн, биринчи сиджердин жука катмары биринчиси буфердик катмар болуп өсөт. N-Type Doping GE катмарынын үстүндө жүргүзүлөт. Металл-жарымЧикотюст-металл (MSM) Photodiode ортодо көрсөтүлгөн жана APD (Каркыра) оң жагында көрсөтүлгөн. Апдектеги көчкү аймагы I III-V ЕРектин элементардык материалдарына салыштырмалуу көчкү Абалше аймагына салыштырмалуу ызы-чуу мүнөздөмөлөргө ээ.

Азыркы учурда кремника фотониктер менен оптикалык пайда табуунун артыкчылыктарын интеграциялоодо ачык артыкчылыктар менен эч кандай чечим жок. 11-сүрөттө монтаж деңгээли тарабынан уюштурулган кандайдыр бир жол-жоболор көрсөтүлгөн. Алдын-ала солго, эпитиялык зордук-зомбулукту, EMAIT-DOUPE (ER) айнектин (мисалы, Оптикалык соргучтарды) оптикалык жактан жогорулаган материал, ERBIUM-DRED (ER) айнектин (мисалы, AST) Кийинки мамыч - Ваферс жыйынында, III-V тобундагы кычкылдык жана органикалык байланыштарды камтыган Вафли. Кийинки тилке - бул III-V тобунун чиптерин кремний вафлидин көңдөйүнө жана андан соң толкундоонун түзүмүн иштетүү жөнүндө III-V тобуна киргизилген. Бул биринчи үч тилке ыкмасынын артыкчылыгы - бул аппараттын толук иштешине чейин вафли ичиндеги тесттерден мурун толук иштеши мүмкүн. Туура-класс - бул чип-чип-жыйындын, анын ичинде кремний чиптеринин III-V тобундагы түздөн-түз бириктирүү, ошондой эле линза жана тик жубайлары аркылуу түз эфирдик чиптер. Коммерциялык өтүнмөлөргө карата тенденция диаграмманын сол жагынан интеграцияланган жана интеграцияланган чечимдерге оң жагына оңго жылууда.

11-сүрөт: Силиконго негизделген фототиника үчүн оптикалык пайда кантип интеграцияланган. Солдон оңго көчүп барган сайын, өндүрүш пунктун акырындык менен кайра иштетүү