Een van die belangrikste eienskappe van 'n optiese modulator is sy modulasiespoed of bandwydte, wat ten minste so vinnig soos die beskikbare elektronika moet wees. Transistors met transito-frekwensies ver bo 100 GHz is reeds in 90 nm silikontegnologie gedemonstreer, en die spoed sal verder toeneem namate die minimum kenmerkgrootte verminder word [1]. Die bandwydte van hedendaagse silikon-gebaseerde modulators is egter beperk. Silikon besit nie 'n χ(2)-nielineariteit nie as gevolg van sy sentro-simmetriese kristallyne struktuur. Die gebruik van gespanne silikon het reeds tot interessante resultate gelei [2], maar die nielineariteite laat nog nie praktiese toestelle toe nie. Moderne silikon fotoniese modulators maak dus steeds staat op vrydraer-dispersie in pn- of penverbindings [3-5]. Voorwaarts bevooroordeelde verbindings het getoon dat hulle 'n spanningslengteproduk so laag as VπL = 0.36 V mm vertoon, maar die modulasiespoed word beperk deur die dinamika van minderheidsdraers. Tog is datatempo's van 10 Gbit/s gegenereer met behulp van 'n voorbeklemtoning van die elektriese sein [4]. Deur eerder omgekeerd voorgepolariseerde verbindings te gebruik, is die bandwydte verhoog tot ongeveer 30 GHz [5,6], maar die spanningslengteproduk het gestyg tot VπL = 40 V mm. Ongelukkig produseer sulke plasma-effek fasemodulators ook ongewenste intensiteitsmodulasie [7], en hulle reageer nie-lineêr op die toegepaste spanning. Gevorderde modulasieformate soos QAM vereis egter 'n lineêre respons en suiwer fasemodulasie, wat die benutting van die elektro-optiese effek (Pockels-effek [8]) besonder wenslik maak.
2. SOH-benadering
Onlangs is die silikon-organiese hibriede (SOH) benadering voorgestel [9–12]. 'n Voorbeeld van 'n SOH-modulator word in Fig. 1(a) getoon. Dit bestaan uit 'n gleufgolfgeleier wat die optiese veld lei, en twee silikonstroke wat die optiese golfgeleier elektries aan die metaalelektrodes verbind. Die elektrodes is buite die optiese modale veld geleë om optiese verliese te vermy [13], Fig. 1(b). Die toestel is bedek met 'n elektro-optiese organiese materiaal wat die gleuf eenvormig vul. Die modulerende spanning word deur die metaalelektriese golfgeleier gedra en daal oor die gleuf danksy die geleidende silikonstroke. Die gevolglike elektriese veld verander dan die brekingsindeks in die gleuf deur die ultrasnelle elektro-optiese effek. Aangesien die gleuf 'n breedte in die orde van 100 nm het, is 'n paar volt genoeg om baie sterk modulerende velde te genereer wat in die orde van grootte van die diëlektriese sterkte van die meeste materiale is. Die struktuur het 'n hoë modulasiedoeltreffendheid aangesien beide die modulerende en die optiese velde binne die gleuf gekonsentreer is, Fig. 1(b) [14]. Inderdaad, eerste implementerings van SOH-modulators met sub-volt werking [11] is reeds getoon, en sinusvormige modulasie tot 40 GHz is gedemonstreer [15,16]. Die uitdaging in die bou van lae-spanning hoëspoed SOH-modulators is egter om 'n hoogs geleidende verbindingsstrook te skep. In 'n ekwivalente stroombaan kan die gleuf deur 'n kapasitor C en die geleidende stroke deur weerstande R verteenwoordig word, Fig. 1(b). Die ooreenstemmende RC-tydkonstante bepaal die bandwydte van die toestel [10,14,17,18]. Om die weerstand R te verlaag, is daar voorgestel om die silikonstroke te doteer [10,14]. Terwyl dotering die geleidingsvermoë van die silikonstroke verhoog (en dus optiese verliese verhoog), betaal mens 'n bykomende verliesstraf omdat die elektronmobiliteit benadeel word deur onsuiwerheidsverstrooiing [10,14,19]. Boonop het die mees onlangse vervaardigingspogings onverwags lae geleidingsvermoë getoon.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., geleë in China se "Silicon Valley" – Beijing Zhongguancun, is 'n hoëtegnologie-onderneming wat toegewy is aan die diens van plaaslike en buitelandse navorsingsinstellings, navorsingsinstitute, universiteite en wetenskaplike navorsingspersoneel in ondernemings. Ons maatskappy is hoofsaaklik betrokke by die onafhanklike navorsing en ontwikkeling, ontwerp, vervaardiging, verkope van opto-elektroniese produkte, en bied innoverende oplossings en professionele, gepersonaliseerde dienste vir wetenskaplike navorsers en industriële ingenieurs. Na jare van onafhanklike innovasie het dit 'n ryk en perfekte reeks fotoëlektriese produkte gevorm, wat wyd gebruik word in munisipale, militêre, vervoer-, elektriese krag-, finansie-, onderwys-, mediese en ander nywerhede.
Ons sien uit na samewerking met u!
Plasingstyd: 29 Maart 2023