Silicon photonics element firfircoon

Silicon photonics element firfircoon

Qaybaha firfircoon ee Photonics waxay si gaar ah ula jeedaan isdhexgalka firfircoon ee u dhexeeya iftiinka iyo walxaha si ula kac ah loo qaabeeyey. Qayb firfircoon oo caadi ah oo ka mid ah sawir-qaadista waa modulator-ka indhaha. Dhammaan silikoon ku salaysan haddamodulators indhahawaxay ku salaysan yihiin saamaynta sidaha bilaashka ah ee balasmaha. Beddelka tirada elektaroonigga bilaashka ah iyo godadka walxaha silikoon iyadoo la adeegsanayo doping, korantada ama hababka indhaha waxay bedeli kartaa tusmaheeda kakan, habka lagu muujiyay isla'egyada (1,2) ee lagu helay xogta ku habboon ee Soref iyo Bennett ee mawjada 1550 nanometers. . Marka la barbardhigo electrons, godadka waxay keenaan qayb weyn oo ka mid ah isbeddellada dhabta ah iyo kuwa khiyaaliga ah, taas oo ah, waxay soo saari karaan isbeddel weyn oo isbeddel ah oo isbeddel ah oo khasaare ah, sidaas darteedModulators Mach-Zehnderiyo modulators giraanta, waxaa badanaa la door bidaa in la isticmaalo godadka si loo sameeyomodulators wajiga.

Kala duwanmodulator silicon (Si).noocyada ayaa lagu muujiyay sawirka 10A. Modulator-ka duritaanka side, iftiinku wuxuu ku yaalaa silikoon gudaha ah oo ku dhex jira isgoysyada biinka ee aad u ballaaran, iyo elektaroonnada iyo godadka waa la isku duraa. Si kastaba ha ahaatee, modulators noocan oo kale ah ayaa ah kuwo gaabis ah, sida caadiga ah leh xajmiga 500 MHz, sababtoo ah elektaroonnada bilaashka ah iyo godadku waxay qaataan waqti dheer si ay dib isugu noqdaan duritaanka ka dib. Sidaa darteed, qaab-dhismeedkan waxaa badanaa loo isticmaalaa sidii attenuator-ka doorsoome (VOA) halkii aan ahayn modulator. Modulator-ka-dhaqdhaqaaqa side, qaybta iftiinka waxay ku taallaa isgoys cidhiidhi ah oo pn ah, iyo ballaca dhimista isgoyska pn waxaa beddela goob koronto oo codsatay. Modulator-kani waxa uu ku shaqayn karaa xawaare ka badan 50Gb/s, laakiin waxa uu leeyahay khasaare galinta asalka ah. Vpil caadiga ah waa 2 V-cm. Qalabka birta oksaydhka ah (MOS) (dhab ahaantii semiconductor-oxide-semiconductor) modulator wuxuu ka kooban yahay lakabka oksaydhka khafiifka ah ee isku xidhka pn. Waxay u ogolaataa qaar ka mid ah ururinta sideyaasha iyo sidoo kale dhimista side, taasoo u oggolaanaysa VπL yar oo ku saabsan 0.2 V-cm, laakiin waxay leedahay faa'iido darrooyinka khasaaraha sare ee indhaha iyo awoodda sare ee dhererka cutubkii. Intaa waxaa dheer, waxaa jira modulators nuugista korantada ee SiGe oo ku salaysan SiGe (silicon Germanium alloy) dhaqdhaqaaqa geesaha. Intaa waxaa dheer, waxaa jira modulators graphene kuwaas oo ku tiirsan graphene si ay u kala beddelaan inta u dhaxaysa nuuga biraha iyo insulators hufan. Kuwani waxay muujinayaan kala duwanaanta codsiyada habab kala duwan si loo gaaro xawaaraha sare ee xawaaraha sare, qaabeynta calaamadaha indhaha ee lumay.

Jaantus 10: (A) Jaantuska qaybaha kala duwan ee nashqadaha modulator indhaha ee silikoon ku salaysan iyo (B) jaantuska qaybaha kala duwan ee naqshadaha indhaha.

Dhawr nal oo silikoon ku salaysan ayaa lagu muujiyay sawirka 10B. Walaxda nuugaya waa germanium (Ge). Ge waxa uu awoodaa in uu nuugo iftiinka mawjadaha dhererka ilaa 1.6 microns. Ka muuqda dhanka bidix waa qaab dhismeedka biinanka ugu ganacsi ahaan ugu guulaha badan maanta. Waxay ka kooban tahay nooca P-doped silicon kaas oo Ge uu ku kordho. Ge iyo Si waxay leeyihiin 4% isdhaaf lattice ah, iyo si loo yareeyo kala-baxa, lakabka khafiifka ah ee SiGe ayaa marka hore loo koray sidii lakab. N-nooca doping ayaa lagu sameeyaa dusha sare ee lakabka Ge. Bir-semiconductor-metal (MSM) photodiode ayaa lagu muujiyey dhexda, iyo APD (Ba'ay Sawir-qaade) waxaa lagu muujiyay dhanka midig. Gobolka Avalanche ee APD waxa uu ku yaalaa Si, kaas oo leh sifooyin sanqadh hoose marka la barbar dhigo gobolka avalanche ee kooxda III-V qalabka aasaasiga ah.

Waqtigan xaadirka ah, ma jiraan wax xal ah oo leh faa'iidooyin muuqda oo ku saabsan isku-dhafka faa'iidada indhaha iyo sawirada silikoon. Jaantuska 11 waxa uu muujinayaa dhawr ikhtiyaar oo suurtogal ah oo loo habeeyey heer kulan. Dhanka bidix waxaa ku yaal isdhexgalka monolithic oo ay ku jiraan isticmaalka germanyum epitaxially koray (Ge) sida walxaha faa'iidada indhaha, erbium-doped (Er) waveguides muraayadaha (sida Al2O3, oo u baahan bamgareynta indhaha), iyo gallium arsenide oo epitaxially koray (GaAs). ) dhibcood tirada. Tiirka soo socda waa wafer si loo shido wafer, oo ku lug leh oksaydhka iyo isku xidhka organic ee gobolka faa'iidada kooxda III-V. Tiirka soo socdaa waa isku dhafka chip-to-wafer, kaas oo ku lug leh in la dhexgeliyo kooxda III-V ee godka waferka silikoon ka dibna la farsameeyo qaab dhismeedka waveguide. Faa'iidada habkan saddexda tiir ee ugu horreeya ayaa ah in qalabku si buuxda u shaqeyn karo gudaha wafer ka hor inta aan la jarin. Tiirka midig ee ugu badan waa isku dhafka chip-to-chip, oo ay ku jiraan isku dhafka tooska ah ee chips silikoon ilaa chips-kooxeedka III-V, iyo sidoo kale isku xirka muraayadaha iyo lammaaneyaasha grating. Isbeddelka ku wajahan codsiyada ganacsigu wuxuu ka socdaa midigta ilaa dhinaca bidix ee jaantuska oo ku wajahan xalal isku dhafan oo isku dhafan.

Jaantus 11: Sida faa'iidada indhaha loogu dhex daray sawir-qaadista silikoon-ku-salaysan. Markaad ka guurto bidix una guurto midig, barta gelinta wax-soo-saarka ayaa si tartiib tartiib ah dib ugu socota hawsha.