Fotoniese geïntegreerde stroombaan (PIC) materiaalstelsel
Silikonfotonika is 'n dissipline wat vlakstrukture gebruik wat gebaseer is op silikonmateriaal om lig te rig om 'n verskeidenheid funksies te bereik. Ons fokus hier op die toepassing van silikonfotonika in die skep van senders en ontvangers vir optiese veseloptiese kommunikasie. Namate die behoefte om meer transmissie by 'n gegewe bandwydte, 'n gegewe voetspoor en 'n gegewe koste toe te voeg, word silikonfotonika meer ekonomies gesond. Vir die optiese deel,Fotoniese integrasie -tegnologieMoet gebruik word, en die meeste samehangende transceivers is vandag gebou met behulp van aparte Linbo3/ Planar Light-Wave Circuit (PLC) -modulators en INP/ PLC-ontvangers.
Figuur 1: toon gereeld gebruikte fotoniese geïntegreerde stroombaan (PIC) materiaalstelsels.
Figuur 1 toon die gewildste PIC -materiaalstelsels. Van links na regs is silikon-gebaseerde silika-foto (ook bekend as PLC), silikon-gebaseerde isolatorfoto (silikonfotonika), litiumniobaat (Linbo3) en III-V-groepfoto, soos INP en GAA's. Hierdie artikel fokus op silikon-gebaseerde fotonika. Insilikonfotonika, Die ligsein beweeg hoofsaaklik in silikon, wat 'n indirekte bandgaping van 1,12 elektron volt het (met 'n golflengte van 1,1 mikron). Silikon word gekweek in die vorm van suiwer kristalle in oonde en dan in wafers gesny, wat vandag gewoonlik 300 mm in deursnee is. Die wafeloppervlak word geoksideer om 'n silikagelaag te vorm. Een van die wafers word met waterstofatome tot 'n sekere diepte gebombardeer. Die twee wafers word dan in 'n vakuum versmelt en hul oksiedlae bind mekaar. Die montering breek langs die waterstofioon -inplantingslyn. Die silikonlaag by die kraak word dan gepoleer, en uiteindelik 'n dun laag kristallyne Si bo -op die ongeskonde silikon “handvatsel” -plaat bo -op die silika -laag agterlaat. Golfleiers word gevorm uit hierdie dun kristallyne laag. Alhoewel hierdie silikon-gebaseerde isolator (SOI) wafers 'n lae-verlies-silikonfotonika-golfleidings moontlik maak, word dit eintlik meer gereeld gebruik in CMOS-stroombane met 'n lae krag as gevolg van die lae lekkasie wat hulle bied.
Daar is baie moontlike vorme van silikon-gebaseerde optiese golfleiers, soos getoon in Figuur 2. Dit wissel van mikroskaal-germanium-gedopte silika-golfleiers tot nanoskaal silikondraadgolfgeleidings. Deur Germanium te vermeng, is dit moontlik om te maakfotodetektoreen elektriese absorpsiemodulators, en moontlik selfs optiese versterkers. Deur silikon te doping, 'nOptiese modulatorkan gemaak word. Die onderkant van links na regs is: silikondraadgolfgeleid, silikonnitrid -golfleier, silikon -oksynitrid -golfleier, dik silikon -rifgolfguide, dun silikonnitried golfguide en gedopte silikon golfleid. Aan die bokant, van links na regs, is uitputtingmodulators, germaniumfotodetektore en germaniumOptiese versterkers.
Figuur 2: Dwarssnit van 'n silikon-gebaseerde optiese golfleierreeks, met tipiese voortplantingsverliese en brekingsindekse.
Postyd: Jul-15-2024