פאָטאָנישע אינטעגרירטע קרייז (PIC) מאַטעריאַל סיסטעם

פאָטאָנישע אינטעגרירטע קרייז (PIC) מאַטעריאַל סיסטעם

סיליקאָן פאָטאָניק איז אַ דיסציפּלין וואָס ניצט פּלאַנאַרע סטרוקטורן באַזירט אויף סיליקאָן מאַטעריאַלן צו דירעקטירן ליכט צו דערגרייכן אַ פאַרשיידנקייט פון פונקציעס. מיר פאָקוסירן דאָ אויף דער אַפּליקאַציע פון ​​סיליקאָן פאָטאָניק אין שאַפֿן טראַנסמיטערס און ריסיווערס פֿאַר פיברע אָפּטישע קאָמוניקאַציעס. ווי די נויט צו לייגן מער טראַנסמיסיע אין אַ געגעבענער באַנדווידט, אַ געגעבענער פֿוסדרוק, און אַ געגעבענער קאָסטן וואַקסט, ווערט סיליקאָן פאָטאָניק מער עקאָנאָמיש געזונט. פֿאַר דעם אָפּטישן טייל,פאָטאָנישע אינטעגראַציע טעכנאָלאָגיעמוז גענוצט ווערן, און רובֿ קאָהערענטע טראַנססיוויווערס הייַנט זענען געבויט מיט באַזונדערע LiNbO3/פּלנאַר ליכט-כוואַליע קרייַז (PLC) מאָדולאַטאָרן און InP/PLC ריסיווערס.

פיגור 1: ווייזט אָפט גענוצטע פאָטאָנישע אינטעגרירטע קרייז (PIC) מאַטעריאַל סיסטעמען.

פיגור 1 ווייזט די מערסט פאפולערע PIC מאטעריאל סיסטעמען. פון לינקס צו רעכטס זענען סיליקאן-באזירט סיליקא PIC (אויך באקאנט אלס PLC), סיליקאן-באזירט איזאלאטאר PIC (סיליקאן פאטאניקס), ליטיום ניאבאט (LiNbO3), און III-V גרופע PIC, ווי InP און GaAs. די דאזיגע פאפיר פאקוסירט אויף סיליקאן-באזירט פאטאניקס. איןסיליקאָן פאָטאָניקס, דער ליכט סיגנאַל רייזט מערסטנס אין סיליקאָן, וואָס האט אַן אינדירעקטע באַנד גאַפּ פון 1.12 עלעקטראָן וואלטס (מיט אַ כוואַליע לענג פון 1.1 מיקראָן). סיליקאָן ווערט געוואַקסן אין דער פאָרעם פון ריינע קריסטאַלן אין אויוון און דערנאָך געשניטן אין וועיפערס, וואָס הייַנט זענען טיפּיש 300 מם אין דיאַמעטער. די וועיפער ייבערפלאַך ווערט אָקסידירט צו פאָרעם אַ סיליקאַ שיכט. איינער פון די וועיפערס ווערט באָמבאַרדירט ​​מיט וואַסערשטאָף אַטאָמען צו אַ געוויסער טיפקייט. די צוויי וועיפערס ווערן דערנאָך געשמאָלצן אין אַ וואַקוום און זייערע אָקסייד שיכטן בינדן זיך איינער צום אַנדערן. די אַסעמבלי ברעכט זיך צוזאמען די וואַסערשטאָף יאָן ימפּלאַנטיישאַן ליניע. די סיליקאָן שיכט ביים ריס ווערט דערנאָך פּאָלירט, און לאָזט בסוף אַ דין שיכט פון קריסטאַליין סיליציום אויף שפּיץ פון די גאַנצע סיליקאָן "הענטל" וועיפער אויף שפּיץ פון די סיליקאַ שיכט. כוואַליע פירער ווערן געשאפן פון דעם דין קריסטאַליין שיכט. כאָטש די סיליקאָן-באַזירטע איזאָלאַטאָר (SOI) וועיפערס מאַכן נידעריק-פאַרלוסט סיליקאָן פאָטאָניקס כוואַליע פירער מעגלעך, ווערן זיי פאקטיש מער אָפט געניצט אין נידעריק-מאַכט CMOS קרייזן צוליב דעם נידעריקן ליקאַדזש קראַנט וואָס זיי צושטעלן.

עס זענען דא אסאך מעגלעכע פארמען פון סיליקאן-באזירטע אפטישע כוואַליע-פירער, ווי געוויזן אין פיגור 2. זיי גייען פון מיקראָסקאַלע דזשערמאַניום-דאָפּט סיליקאַ כוואַליע-פירער ביז נאַנאָסקאַלע סיליקאָן דראָט כוואַליע-פירער. דורך מישן דזשערמאַניום, איז עס מעגלעך צו מאַכןפאָטאָדעטעקטאָרסאון עלעקטרישע אַבזאָרפּציעמאָדולאַטאָרן, און מעגלעך אפילו אָפּטישע אַמפּליפיערס. דורך דאָפּינג סיליקאָן, אַאָפּטישער מאָדולאַטאָרקען געמאכט ווערן. די אונטערשטע פון ​​לינקס צו רעכטס זענען: סיליקאן דראָט כוואַליע פירער, סיליקאן ניטריד כוואַליע פירער, סיליקאן אָקסיניטריד כוואַליע פירער, דיקער סיליקאן רידזש כוואַליע פירער, דינער סיליקאן ניטריד כוואַליע פירער און דאָפּעד סיליקאן כוואַליע פירער. אין דער אויבערשטער טייל, פון לינקס צו רעכטס, זענען דיפּלישאַן מאָדולאַטאָרן, דזשערמאַניאַם פאָטאָדעטעקטאָרן, און דזשערמאַניאַםאָפּטישע אַמפּליפיערס.

פיגור 2: קוועער-שניט פון א סיליקאן-באזירטע אפטישע כוואַליע-פירער סעריע, ווייזנדיק טיפּישע פאַרשפּרייטונג פארלוסטן און רעפראַקטיווע אינדעקסן.