Активни елемент Силицон Пхотоницс
Активне компоненте фотонике се посебно односе на намерно дизајниране динамичне интеракције између светлости и материје. Типична активна компонента фотонике је оптички модулатор. Све тренутне силицијумОптички модулаторизаснивају се на ефекту без носача у плазми. Промјена броја слободних електрона и рупа у силиконским материјалима допинг, електричним или оптичким методама може да промени сложени индекс рефракције, процес приказан у једнаџби (1,2) добијеним да одговара подацима из Сорефа и Беннетта на таласној дужини од 1550 нанометара. У поређењу са електронима, рупе проузрокују веће пропорције стварних и замишљених промена индекса рефракције, односно могу произвести већу промену фазе за дату промену губитака, па уМацх-зехндер модулатории звони модулатори, обично се радије користи рупе за прављењеФазни модулатори.
РазнеМодулатор Силицон (Си)Врсте су приказане на слици 10А. У модулатору за убризгавање превозника, светлост се налази у унутрашњем силикону у веома широком пин раскрсницу и убризгавају се електрони и рупе. Међутим, такви модулатори су спорији, обично са пропустом од 500 МХз, јер слободне електроне и рупе трају дуже за рекомбинацију након ињекције. Стога се ова структура често користи као променљиви оптички атенуатор (ВОА), а не модулатор. У модулатору исцрпљивања носача, лаки део се налази у ужем пн раскрсницу, а ширина исцрпљивања ПН раскрснице мења се примењеним електричним пољем. Овај модулатор може радити на брзинама у вишку од 50 ГБ / с, али има висок губитак у позадини. Типични ВПИЛ је 2 В-цм. Метални оксидни полуводич (МОС) (заправо семицондуцтор-оксидни-полуводички) модулатор садржи танки оксидни слој у пн раскрсници. Омогућује неку акумулацију носача, као и исцрпљивање носача, омогућавајући мањи ВΠЛ од око 0,2 В-ЦМ, али има недостатак већих оптичких губитака и веће капацитивности по јединици дужине јединице. Поред тога, постоје модулатори за апсорпцију СиГе на бази СИГЕ (силицијумског германијумског легура) покрета ивица. Поред тога, постоје графички модулатори који се ослањају на Графне за пребацивање између апсорпције метала и транспарентних изолатора. Они показују разноликост примене различитих механизама за постизање велике брзине, модулације оптичких сигнала ниског губитка.
Слика 10: (а) Прекидни дијаграм разних дизајна оптичких модулатора заснованих на силикону и (Б) пресек пресјека оптичких дизајна детектора.
На слици 10Б приказано је неколико силицијумског детектора заснованих на слици 10б. Материјал који упија је германијум (ГЕ). ГЕ је у стању да апсорбује светлост на таласним дужинама до око 1,6 микрона. Приказано на левој страни данас је најкомишније успјешнија ПИН структура. Састоји се од П-типе Допед Силицон на којем ГЕ расте. ГЕ и СИ имају неусклађеност са 4% решетке и како би се смањила дислокација, танки слој Сиге је прво порастао као пуферски слој. Н-тип допинг се изводи на врху ГЕ слоја. Метални полуводич-метал (МСМ) фотодиод је приказан у средини и АПД (лавина фотодетецтор) је приказано са десне стране. Регион Аваланцхе у АПД-у налази се у СИ, који има ниже карактеристике буке у поређењу са регионом Аваланца у групи ИИИ-В елементарним материјалима.
Тренутно не постоје решења са очигледним предностима у интегрисању оптичког користи са силицијумним фотоником. Слика 11 приказује неколико могућих опција које је организовало ниво монтаже. На крајње леве стране су монолитни интеграције које укључују употребу епитаксијално узгојеног германија (ГЕ) као оптички материјал, ербиум-допед стаклени талас (као што је АЛ2О3, који захтева оптичко пумпање) и епитаксијално узгајано галијум арсенид (гаас) квантних тачака. Следећи ступац је вафло да се одвезује Скупштина, укључујући оксид и органско лепљење у региону ИИИ-В групе. Следећи ступац је склоп чип-то-ливе, који укључује уградњу ИИИ-В групне чип у шупљину силицијумског резистера, а затим обраду структуре таласа. Предност овог прва три приступа у колони је да уређај може бити у потпуности функционалан тестиран унутар резина пре сечења. Право-већина колоне је склоп чип-то-чипа, укључујући директну спајање силицијумних чипова у ИИИ-В групне чипове, као и спојнице преко сочива и спојница за решетке. Тренд ка комерцијалним апликацијама креће се с десне стране на леву страну графикона ка интегрисанијим и интегрисаним решењима.
Слика 11: Како се оптички добитак интегрише у фотоницс на бази силицијума. Док се крећете с леве на десно, тачка уметања у процесу постепено се креће у процес.
Вријеме поште: ЈУЛ-22-2024