Pagtandi sa photonic integrated circuit material system

Pagtandi sa photonic integrated circuit material system
Ang Figure 1 nagpakita sa pagtandi sa duha ka materyal nga sistema, indium Phosphorus (InP) ug silicon (Si). Ang panagsa ra sa indium naghimo sa InP nga mas mahal nga materyal kaysa Si. Tungod kay ang silicon-based nga mga sirkito naglakip sa dili kaayo epitaxial nga pagtubo, ang abot sa silicon-based nga mga sirkito kasagarang mas taas kay sa InP nga mga sirkito. Sa silicon-based nga mga sirkito, germanium (Ge), nga kasagaran gigamit lamang saPhotodetector(mga light detector), nagkinahanglan og epitaxial nga pagtubo, samtang sa InP nga mga sistema, bisan ang passive waveguides kinahanglang andamon pinaagi sa epitaxial growth. Ang pagtubo sa epitaxial lagmit adunay mas taas nga densidad sa depekto kaysa usa ka pagtubo sa kristal, sama sa gikan sa usa ka kristal nga ingot. Ang InP waveguides adunay taas nga refractive index contrast lamang sa transverse, samtang ang silicon-based waveguides adunay taas nga refractive index contrast sa transverse ug longhitudinal, nga nagtugot sa silicon-based nga mga device nga makab-ot ang mas gamay nga bending radii ug uban pang mas compact structures. Ang InGaAsP adunay direkta nga gintang sa banda, samtang ang Si ug Ge wala. Ingon usa ka sangputanan, ang mga sistema sa materyal nga InP labaw sa mga termino sa kahusayan sa laser. Ang intrinsic oxides sa InP system dili sama ka lig-on ug lig-on sama sa intrinsic oxides sa Si, silicon dioxide (SiO2). Ang Silicon usa ka mas lig-on nga materyal kay sa InP, nga nagtugot sa paggamit sa mas dagkong mga gidak-on sa wafer, ie gikan sa 300 mm (sa dili madugay ma-upgrade ngadto sa 450 mm) kumpara sa 75 mm sa InP. InPmga modulatorkasagaran nagdepende sa quantum-confined Stark effect, nga sensitibo sa temperatura tungod sa paglihok sa kilid sa banda tungod sa temperatura. Sa kasukwahi, ang pagsalig sa temperatura sa mga modulator nga nakabase sa silicon gamay ra kaayo.

Ang teknolohiya sa Silicon photonics sa kasagaran gikonsiderar nga angay lamang alang sa mubu nga gasto, mugbo, taas nga volume nga mga produkto (labaw sa 1 milyon nga piraso matag tuig). Kini tungod kay kini kaylap nga gidawat nga ang usa ka dako nga kantidad sa wafer kapasidad nga gikinahanglan sa pagpakaylap sa maskara ug development gasto, ug ngateknolohiya sa silicon photonicsadunay mahinungdanong mga disbentaha sa performance sa siyudad-sa-lungsod nga rehiyonal ug dugay nga mga aplikasyon sa produkto. Sa pagkatinuod, bisan pa niana, sukwahi ang tinuod. Sa mubu nga gasto, mugbo, taas nga abot nga mga aplikasyon, bertikal nga lungag sa ibabaw nga nagpagawas sa laser (VCSEL) ugdirekta nga modulated nga laser (DML nga laser): Direkta nga modulated nga laser naghatag usa ka dako nga presyur sa kompetisyon, ug ang kahuyang sa teknolohiya nga photonic nga nakabase sa silicon nga dili dali nga ma-integrate ang mga laser nahimong usa ka hinungdanon nga disbentaha. Sa kasukwahi, sa metro, layo nga mga aplikasyon, tungod sa pagpalabi sa paghiusa sa silicon photonics teknolohiya ug digital signal processing (DSP) sa tingub (nga sa kasagaran anaa sa taas nga temperatura palibot), kini mao ang mas bentaha sa pagbulag sa laser. Dugang pa, ang coherent detection technology makahimo sa mga kakulangan sa silicon photonics technology sa usa ka dako nga gidak-on, sama sa problema nga ang ngitngit nga kasamtangan mas gamay kay sa lokal nga oscillator photocurrent. Sa samang higayon, sayop usab ang paghunahuna nga gikinahanglan ang dako nga kapasidad sa wafer aron matabonan ang mga gasto sa maskara ug pag-uswag, tungod kay ang teknolohiya sa silicon photonics naggamit sa mga gidak-on sa node nga mas dako pa kay sa labing abante nga komplementaryong metal oxide semiconductors (CMOS), mao nga ang gikinahanglan nga mga maskara ug mga dagan sa produksiyon medyo barato.