Perbandingan sistem bahan sirkuit terpadu fotonik

Perbandingan sistem bahan sirkuit terpadu fotonik
Gambar 1 nuduhake perbandingan rong sistem materi, indium Fosfor (InP) lan silikon (Si). Kelangkaan indium ndadekake InP dadi materi sing luwih larang tinimbang Si. Amarga sirkuit berbasis silikon nglibatake pertumbuhan epitaksial sing luwih sithik, asil sirkuit berbasis silikon biasane luwih dhuwur tinimbang sirkuit InP. Ing sirkuit berbasis silikon, germanium (Ge), sing biasane mung digunakake ingFotodetektor(detektor cahya), mbutuhake pertumbuhan epitaksial, dene ing sistem InP, sanajan pandu gelombang pasif kudu disiapake kanthi pertumbuhan epitaksial. Pertumbuhan epitaksial cenderung duwe kapadhetan cacat sing luwih dhuwur tinimbang pertumbuhan kristal tunggal, kayata saka ingot kristal. Pandu gelombang InP duwe kontras indeks bias sing dhuwur mung ing transversal, dene pandu gelombang berbasis silikon duwe kontras indeks bias sing dhuwur ing transversal lan longitudinal, sing ngidini piranti berbasis silikon entuk radius lentur sing luwih cilik lan struktur liyane sing luwih kompak. InGaAsP duwe celah pita langsung, dene Si lan Ge ora. Akibate, sistem materi InP luwih unggul ing babagan efisiensi laser. Oksida intrinsik sistem InP ora stabil lan kuwat kaya oksida intrinsik Si, silikon dioksida (SiO2). Silikon minangka materi sing luwih kuwat tinimbang InP, sing ngidini panggunaan ukuran wafer sing luwih gedhe, yaiku saka 300 mm (bakal diupgrade dadi 450 mm) dibandhingake karo 75 mm ing InP. InPmodulatorbiasane gumantung marang efek Stark sing diwatesi kuantum, sing sensitif marang suhu amarga gerakan pinggiran pita sing disebabake dening suhu. Kosok baline, katergantungan suhu modulator berbasis silikon cilik banget.

Teknologi fotonik silikon umume dianggep mung cocok kanggo produk kanthi biaya murah, jarak cendhak, lan volume dhuwur (luwih saka 1 yuta saben taun). Iki amarga wis ditampa sacara wiyar manawa kapasitas wafer sing akeh dibutuhake kanggo nyebarake biaya masker lan pangembangan, lanteknologi fotonik silikonnduweni kekurangan kinerja sing signifikan ing aplikasi produk regional lan jarak jauh saka kutha menyang kutha. Nanging, nyatane, sing bener yaiku kosok baline. Ing aplikasi kanthi biaya murah, jarak cendhak, lan asil dhuwur, laser pemancar permukaan rongga vertikal (VCSEL) lanlaser sing dimodulasi langsung (Laser DML): laser sing dimodulasi langsung nduweni tekanan kompetitif sing gedhe banget, lan kelemahane teknologi fotonik berbasis silikon sing ora bisa kanthi gampang nggabungake laser wis dadi kerugian sing signifikan. Kosok baline, ing aplikasi metro, jarak jauh, amarga luwih seneng nggabungake teknologi fotonik silikon lan pamrosesan sinyal digital (DSP) bebarengan (sing asring ana ing lingkungan suhu dhuwur), luwih migunani kanggo misahake laser. Kajaba iku, teknologi deteksi koheren bisa nutupi kekurangan teknologi fotonik silikon kanthi gedhe, kayata masalah arus peteng luwih cilik tinimbang arus foto osilator lokal. Ing wektu sing padha, uga salah yen mikir yen kapasitas wafer sing akeh dibutuhake kanggo nutupi biaya topeng lan pangembangan, amarga teknologi fotonik silikon nggunakake ukuran simpul sing luwih gedhe tinimbang semikonduktor oksida logam komplementer (CMOS) sing paling canggih, mula topeng lan produksi sing dibutuhake relatif murah.