Silicon photonics Aktibo nga Elemento

Silicon photonics Aktibo nga Elemento

Ang mga aktibo nga sangkap sa mga photonics nagtumong sa tinuyo nga gilaraw ang mga dinamikong interaksyon tali sa kahayag ug butang. Ang usa ka tipikal nga aktibo nga sangkap sa mga photonics usa ka optical modulator. Tanan nga karon nga silicon nga gibaseMga Modulador sa Opticalgipasukad sa FREASMA FREE CARRIER Epekto. Ang pagbag-o sa mga libre nga electron ug mga lungag sa usa ka Silicon nga materyal pinaagi sa pag-doping, ang mga pamaagi sa elektrikal nga gipakita niini sa mga tit-an nga mga datos gikan sa usa ka haba nga gitas-on gikan sa waveleter nga 1550 nanometer. Itandi sa mga electron, ang mga lungag hinungdan sa usa ka mas dako nga pagbag-o sa tinuod ug hinanduraw nga pagbag-o sa indeks sa pag-usab, nga mao, makahatag sila usa ka mas dako nga pagbag-o sa pagkawala alang sa usa ka gihatag nga pagbag-o sa pagkawala, busa saMach-zehender modulatorsug singsing modulators, kasagaran kini gipalabi sa paggamit sa mga lungag nga himuonPhase Modulators.

Ang lainlainSilicon (SI) ModulatorAng mga tipo gipakita sa Figure 10a. Sa usa ka Carrier Injection Modulator, ang kahayag nahimutang sa intrinsic silicon sa sulod sa usa ka halapad nga Pin Hunction, ug ang mga electron ug mga lungag gi-injected. However, such modulators are slower, typically with a bandwidth of 500 MHz, because free electrons and holes take longer to recombine after injection. Busa, kini nga istraktura kanunay nga gigamit ingon usa ka variable optical attenuator (VOA) kaysa usa ka modulator. Sa usa ka tigdala sa carrier nga modulator, ang suga nga bahin nahimutang sa usa ka pig-ot nga PN Junction, ug ang gilapdon sa pag-deplito sa PN Junction giusab sa usa ka gipadapat nga electric field. Ang kini nga modulator mahimong maglihok sa mga tulin nga sobra sa 50GB / S, apan adunay usa ka taas nga pagkawala sa background sa pagsulud. Ang tipikal nga VPIL mao ang 2 v-cm. Usa ka metal nga semiconductor (MOS) (sa tinuud nga semiconductor-oxide-semiconductor) ang Modulator naglangkob sa usa ka manipis nga layer sa oxide sa usa ka PN JUNCTE. Gitugotan niini ang pipila nga pagtipon sa Carrier ingon man ang pagkadaut sa carrier, nga nagtugot sa usa ka gamay nga vπl nga mga 0.2 v-cm, apan adunay kakulangan sa mas taas nga mga kapildihan sa optical per uni nga gitas-on. Gawas pa, adunay mga simbersikal nga mga modulator sa pagsuyup sa abono nga gibase sa SIGE (Silicon Germanium Alloy nga paglihok sa banda. Gawas pa, adunay mga pagbagulbol nga mga pagbagulbol nga nagsalig sa graphene aron moliso tali sa pagsuhop sa mga metal ug transparent insulators. Gipakita niini ang pagkalainlain sa mga aplikasyon sa lainlaing mga mekanismo aron makab-ot ang taas nga tulin, los-loss optical signal modulation.

Hulagway 10: (A) Diagram sa Cross-Seksyon sa lainlaing mga laraw sa optical nga Silicon

Daghang mga disiplina nga nakabase sa silikon nga gipakita sa Figure 10b. Ang pagsuhop sa materyal mao ang Germanium (GE). Ang ge makahimo sa pagsuhop sa kahayag sa mga wavelength hangtod sa mga 1.6 microns. Ang gipakita sa wala mao ang labing komperensya nga malampuson nga istruktura sa PIN karon. Kini gilangkuban sa P-type nga doped nga silicon diin ang ge nagtubo. Ge ug Si adunay 4% nga lattice mismatch, ug aron maibanan ang dislokasyon, usa ka manipis nga layer sa Sige ang una nga nagtubo ingon usa ka buffer layer. Ang N-Type Doping gihimo sa tumoy sa layer sa ge. Usa ka metal-semiconductor - metal (MSM) Photodiode gipakita sa tunga, ug usa ka APD (Avalanche photodetector) gipakita sa tuo. Ang rehiyon sa Avalanche sa APD nahimutang sa Si, nga adunay mas ubos nga mga kinaiya sa kasaba kung itandi sa rehiyon sa Avalanche sa Group III-V nga mga materyales.

Sa pagkakaron, wala'y mga solusyon nga adunay klaro nga mga bentaha sa pag-apil sa optical nga ganansya sa mga photonics sa Silicon. Gipakita sa Hulagway 11 ang daghang posible nga mga kapilian nga gi-organisar sa lebel sa asembliya. Sa layo nga wala ang mga pag-apil sa monolithic nga nag-uban sa paggamit sa epitaxixically nga Germanium (GE) nga ganansya sa Optical, nga nagkinahanglan sa optical pumping), ug Embium-DOWNING PUNDUIDE Ang sunod nga kolum mao ang wafer sa Wafer nga panagtigum, nga naglambigit sa oxide ug organikong panagsama sa Group nga Group sa III-V nga Group. Ang sunod nga kolum mao ang Chip-to-Wafer Assembly, nga naglangkit sa pag-embed sa III-V nga grupo chip sa lungag sa Silicon Wafer ug dayon ma-imprinta ang istruktura sa wavicon. Ang bentaha sa una nga tulo nga pamaagi sa kolum mao nga ang aparato mahimong hingpit nga masulayan sa sulod sa wafer sa wala pa putlon. Ang husto nga kolum mao ang CHANP-TO-CHIP Assembly, lakip ang direktang pagdugtong sa mga silicon chips sa III-V nga grupo nga mga chips, ingon man ang pag-coupling pinaagi sa lens ug graather couplers. Ang uso padulong sa mga aplikasyon sa komersyal nga pagbalhin gikan sa tuo hangtod sa wala nga bahin sa tsart padulong sa labi ka integrated ug integrated solusyon.

Hulagway 11: Giunsa ang optical nga ganansya nga gisagol sa mga photonics nga nakabase sa silikon. Samtang nagalihok ka gikan sa wala hangtod sa tuo, ang punto sa pagsulud sa paggama hinay-hinay nga nagpalihok sa proseso.