Vergelyking van fotoniese geïntegreerde stroombaanmateriaalstelsels

Vergelyking van fotoniese geïntegreerde stroombaanmateriaalstelsels
Figuur 1 toon 'n vergelyking van twee materiaalstelsels, indiumfosfor (INP) en silikon (SI). Die seldsaamheid van Indium maak INP 'n duurder materiaal as SI. Aangesien silikon-gebaseerde stroombane minder epitaksiale groei behels, is die opbrengs van silikon-gebaseerde stroombane gewoonlik hoër as dié van INP-stroombane. In silikon-gebaseerde stroombane, germanium (GE), wat gewoonlik slegs in gebruik wordFotodetektor(Ligte detektors), vereis epitaksiale groei, terwyl in INP -stelsels selfs passiewe golfgeleiers voorberei moet word deur epitaksiale groei. Epitaksiale groei is geneig om 'n hoër defekdigtheid te hê as enkelkristalgroei, soos van 'n kristal ingot. Inp-golfgeleidings het 'n hoë kontras met 'n brekingsindeks slegs in dwars, terwyl silikon-gebaseerde golfleiers 'n hoë brekingsindeks-kontras in beide dwars en longitudinaal het, wat silikongebaseerde toestelle toelaat om kleiner buigradiusse en ander meer kompakte strukture te bewerkstellig. Ingaasp het 'n direkte bandgaping, terwyl SI en GE nie. As gevolg hiervan is INP -materiaalstelsels beter in terme van laserdoeltreffendheid. Die intrinsieke oksiede van INP -stelsels is nie so stabiel en robuust soos die intrinsieke oksiede van Si nie, silikondioksied (SiO2). Silikon is 'n sterker materiaal as INP, wat die gebruik van groter wafergroottes moontlik maak, dws van 300 mm (binnekort opgegradeer tot 450 mm) in vergelyking met 75 mm in INP. Inpmodulatorshang gewoonlik af van die kwantumbeperkte Stark-effek, wat temperatuursensitief is as gevolg van die bandrandbeweging wat deur temperatuur veroorsaak word. In teenstelling hiermee is die temperatuurafhanklikheid van silikon-gebaseerde modulators baie klein.

Silikonfotonika-tegnologie word oor die algemeen slegs as geskik beskou vir lae-koste, kort afstand, hoë volume produkte (meer as 1 miljoen stukke per jaar). Dit is omdat dit algemeen aanvaar word dat 'n groot hoeveelheid wafelkapasiteit nodig is om masker- en ontwikkelingskoste te versprei, en datsilikonfotonika -tegnologiehet beduidende prestasie-nadele in die stads- en langafstandtoepassings in die stad tot die stad. In werklikheid is die teendeel egter waar. In lae-koste, kort afstand, hoë-opbrengstoepassings, vertikale holte oppervlak-emitterende laser (VCSEL) enDirekte-gemoduleerde laser (DML Laser): Direkte gemoduleerde laser hou 'n groot mededingende druk in, en die swakheid van silikon-gebaseerde fotoniese tegnologie wat lasers nie maklik kan integreer nie, het 'n beduidende nadeel geword. In teenstelling hiermee, in metro, langafstandtoepassings, vanweë die voorkeur vir die integrasie van silikonfotonika-tegnologie en digitale seinverwerking (DSP) (wat dikwels in hoë temperatuuromgewings is), is dit voordeliger om die laser te skei. Daarbenewens kan samehangende opsporingstegnologie tot 'n groot mate die tekortkominge van silikonfotonika -tegnologie opmaak, soos die probleem dat die donker stroom baie kleiner is as die plaaslike ossillator -fotostroom. Terselfdertyd is dit ook verkeerd om te dink dat 'n groot hoeveelheid wafelkapasiteit nodig is om masker- en ontwikkelingskoste te dek, omdat silikonfotonika -tegnologie nodusgroottes gebruik wat baie groter is as die mees gevorderde aanvullende metaaloksied -halfgeleiers (CMO's), dus is die vereiste maskers en produksielopies relatief goedkoop.