Sistem material Photonic Integrated Circuit (PIC).

Sistem material Photonic Integrated Circuit (PIC).

Silicon photonics minangka disiplin sing nggunakake struktur planar adhedhasar bahan silikon kanggo ngarahake cahya kanggo entuk macem-macem fungsi. Kita fokus ing aplikasi fotonik silikon kanggo nggawe pemancar lan panrima kanggo komunikasi serat optik. Minangka perlu kanggo nambah transmisi luwih ing bandwidth tartamtu, tilas tartamtu, lan biaya tartamtu mundhak, Photonics silikon dadi luwih ekonomi swara. Kanggo bagean optik,teknologi integrasi fotonikkudu digunakake, lan paling transceiver koheren saiki dibangun nggunakake LiNbO3 / planar sirkuit cahya-gelombang sirkuit (PLC) modulators lan InP / panrima PLC.

Gambar 1: Nuduhake sistem material sirkuit terpadu fotonik (PIC) sing umum digunakake.

Gambar 1 nuduhake sistem bahan PIC sing paling populer. Saka kiwa menyang tengen ana PIC silika berbasis silikon (uga dikenal minangka PLC), PIC insulator basis silikon (fotonik silikon), lithium niobate (LiNbO3), lan PIC grup III-V, kayata InP lan GaAs. Makalah iki fokus ing fotonik berbasis silikon. Ingsilikon fotonik, sinyal cahya utamané lumaku ing silikon, sing nduweni celah pita ora langsung 1,12 volt elektron (kanthi dawa gelombang 1,1 mikron). Silikon ditanam ing wangun kristal murni ing tungku lan banjur dipotong dadi wafer, sing saiki diametere biasane 300 mm. Lumahing wafer dioksidasi kanggo mbentuk lapisan silika. Salah sawijining wafer dibombardir karo atom hidrogen nganti ambane tartamtu. Rong wafer kasebut banjur digabungake ing vakum lan lapisan oksida padha ikatan. Déwan kasebut pecah ing sadawane garis implantasi ion hidrogen. Lapisan silikon ing retakan banjur dipoles, pungkasane ninggalake lapisan tipis kristal Si ing ndhuwur wafer "nangani" silikon utuh ing ndhuwur lapisan silika. Waveguides dibentuk saka lapisan kristal tipis iki. Nalika wafers insulator basis silikon (SOI) iki nggawe pandu gelombang fotonik silikon sing kurang, nanging luwih umum digunakake ing sirkuit CMOS kurang daya amarga arus bocor sing sithik.

Ana macem-macem wangun pandu gelombang optik adhedhasar silikon, kaya sing ditampilake ing Gambar 2. Saka pandu gelombang silika germanium-doped microscale nganti pandu gelombang Silicon Wire skala nano. Kanthi nyampur germanium, sampeyan bisa nggawefotodetektorlan panyerepan listrikmodulators, lan bisa uga amplifier optik. Kanthi doping silikon, anmodulator optikbisa digawe. Ing ngisor saka kiwa menyang tengen yaiku: pandu gelombang kawat silikon, pandu gelombang silikon nitrida, pandu gelombang silikon oksinitrida, pandu gelombang ridge silikon tebal, pandu gelombang silikon nitrida tipis lan pandu gelombang silikon doped. Ing sisih ndhuwur, saka kiwa menyang tengen, ana modulator deplesi, fotodetektor germanium, lan germanium.amplifier optik.


Figure 2: Cross-bagean saka seri pandu arah optik basis silikon, nuduhake losses propagasi khas lan indeks bias.


Wektu kirim: Jul-15-2024