Једно од најважнијих својстава оптичког модулатора је његова брзина модулације или пропусни опсег, који би требало да буде бар једнако брз као доступна електроника. Транзистори са транзитним фреквенцијама знатно изнад 100 ГХз већ су демонстрирани у 90 нм силицијумској технологији, а брзина ће се даље повећавати како се минимална величина карактеристике смањи [1]. Међутим, пропусни опсег данашњих модулатора на бази силицијума је ограничен. Силицијум не поседује χ(2)-нелинеарност због своје центро-симетричне кристалне структуре. Употреба напетог силицијума је већ довела до занимљивих резултата [2], али нелинеарности још не дозвољавају практичне уређаје. Најсавременији силицијумски фотонски модулатори се стога и даље ослањају на дисперзију слободног носиоца у пн или пин спојевима [3–5]. Показало се да спојеви са преднапоном напоном показују производ напонске дужине од ВπЛ = 0,36 В мм, али је брзина модулације ограничена динамиком мањинских носилаца. Ипак, брзине преноса података од 10 Гбит/с су генерисане уз помоћ пренаглашавања електричног сигнала [4]. Користећи спојеве са обрнутом пристрасношћу, пропусни опсег је повећан на око 30 ГХз [5,6], али је производ дужине напона порастао на ВπЛ = 40 В мм. Нажалост, такви фазни модулатори са ефектом плазме такође производе нежељену модулацију интензитета [7] и нелинеарно реагују на примењени напон. Напредни модулациони формати као што је КАМ захтевају, међутим, линеарни одзив и чисту фазну модулацију, што чини коришћење електрооптичког ефекта (Покелсов ефекат [8]) посебно пожељном.
2. СОХ приступ
Недавно је предложен силицијум-органски хибрид (СОХ) приступ [9–12]. Пример СОХ модулатора је приказан на слици 1(а). Састоји се од прорезног таласовода који води оптичко поље и две силиконске траке које електрично повезују оптички таласовод са металним електродама. Електроде се налазе изван оптичког модалног поља да би се избегли оптички губици [13], слика 1(б). Уређај је обложен електрооптичким органским материјалом који равномерно испуњава прорез. Модулирајући напон носи метални електрични таласовод и пада преко прореза захваљујући проводљивим силиконским тракама. Резултујуће електрично поље затим мења индекс преламања у прорезу кроз ултра-брзи електро-оптички ефекат. Пошто прорез има ширину реда величине 100 нм, неколико волти је довољно да генерише веома јака модулирајућа поља која су реда величине диелектричне чврстоће већине материјала. Структура има високу модулациону ефикасност пошто су и модулационо и оптичко поље концентрисано унутар прореза, слика 1(б) [14]. Заиста, већ су приказане прве имплементације СОХ модулатора са подволтним радом [11], а демонстрирана је и синусоидна модулација до 40 ГХз [15,16]. Међутим, изазов у изградњи нисконапонских брзих СОХ модулатора је стварање високо проводљиве траке за повезивање. У еквивалентном колу утор може бити представљен кондензатором Ц, а проводне траке отпорницима Р, слика 1(б). Одговарајућа РЦ временска константа одређује пропусни опсег уређаја [10,14,17,18]. Да би се смањио отпор Р, предложено је допирање силиконских трака [10,14]. Док допирање повећава проводљивост силицијумских трака (и самим тим повећава оптичке губитке), плаћа се додатна казна за губитак јер је покретљивост електрона нарушена расипањем нечистоћа [10,14,19]. Штавише, најновији покушаји производње показали су неочекивано ниску проводљивост.
Беијинг Рофеа Оптоелецтроницс Цо., Лтд. који се налази у кинеској „Силицијумској долини“ – Пекинг Зхонггуанцун, је високотехнолошко предузеће посвећено опслуживању домаћих и страних истраживачких институција, истраживачких института, универзитета и научноистраживачког особља предузећа. Наша компанија се углавном бави независним истраживањем и развојем, пројектовањем, производњом, продајом оптоелектронских производа и пружа иновативна решења и професионалне, персонализоване услуге за научне истраживаче и индустријске инжењере. Након година независне иновације, формирао је богату и савршену серију фотоелектричних производа, који се широко користе у општинским, војним, транспортним, електроенергетским, финансијским, образовним, медицинским и другим индустријама.
Радујемо се сарадњи са вама!
Време поста: 29.03.2023