Perbandingan sistem bahan sirkuit terpadu fotonik

Perbandingan sistem bahan sirkuit terpadu fotonik
Gambar 1 nuduhake perbandingan rong sistem material, indium Phosphorus (InP) lan silikon (Si). Rarity indium ndadekake InP minangka bahan sing luwih larang tinimbang Si. Amarga sirkuit basis silikon nglibatake wutah epitaxial kurang, asil sirkuit basis silikon biasane luwih dhuwur tinimbang sirkuit InP. Ing sirkuit basis silikon, germanium (Ge), sing biasane mung digunakake ingPhotodetector(detektor cahya), mbutuhake wutah epitaxial, nalika ing sistem InP, malah pandhu arah gelombang pasif kudu disiapake dening wutah epitaxial. Wutah epitaxial cenderung duwe kapadhetan cacat sing luwih dhuwur tinimbang wutah kristal tunggal, kayata saka ingot kristal. Waveguides InP nduweni kontras indeks bias dhuwur mung ing transversal, dene waveguides basis silikon duwe kontras indeks bias dhuwur ing loro transversal lan longitudinal, sing ngidini piranti basis silikon entuk radius mlengkung sing luwih cilik lan struktur liyane sing luwih kompak. InGaAsP duwe gap band langsung, nalika Si lan Ge ora. Akibaté, sistem material InP luwih unggul babagan efisiensi laser. Oksida intrinsik saka sistem InP ora stabil lan kuwat kaya oksida intrinsik Si, silikon dioksida (SiO2). Silicon minangka bahan sing luwih kuwat tinimbang InP, ngidini nggunakake ukuran wafer sing luwih gedhe, yaiku saka 300 mm (bakal ditingkatake dadi 450 mm) dibandhingake karo 75 mm ing InP. InPmodulatorsbiasane gumantung ing efek Stark kuantum-dibuwang, kang suhu-sensitif amarga gerakan pinggiran band disebabake suhu. Ing kontras, katergantungan suhu modulator basis silikon cilik banget.

Teknologi fotonik silikon umume dianggep mung cocok kanggo produk murah, jarak cendhak, volume dhuwur (luwih saka 1 yuta potongan saben taun). Iki amarga wis ditampa akeh sing jumlah gedhe saka kapasitas wafer dibutuhake kanggo nyebar topeng lan biaya pembangunan, lan ikuteknologi fotonik silikonnduweni cacat kinerja sing signifikan ing aplikasi produk regional lan jarak adoh saka kutha-kutha. Nanging ing kasunyatan, kosok balene. Ing biaya murah, jarak cendhak, aplikasi ngasilake dhuwur, laser permukaan rongga vertikal (VCSEL) lanlaser modulasi langsung (laser DML) : laser modulated langsung nuduhke meksa competitive ageng, lan kekirangan teknologi photonic basis Silicon sing ora bisa gampang nggabungake laser wis dadi kerugian pinunjul. Ing kontras, ing metro, aplikasi long-distance, amarga pilihan kanggo nggabungake teknologi fotonik silikon lan pangolahan sinyal digital (DSP) bebarengan (sing asring ing lingkungan suhu dhuwur), iku luwih mupangati kanggo misahake laser. Kajaba iku, teknologi deteksi sing koheren bisa nggawe kekurangan teknologi fotonik silikon kanthi akeh, kayata masalah yen arus peteng luwih cilik tinimbang arus foto osilator lokal. Ing wektu sing padha, uga salah 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 pelengkap (CMOS) sing paling maju. dadi topeng sing dibutuhake lan mlaku produksi relatif murah.