Jedno od najvažnijih svojstava optičkog modulatora je brzina modulacije ili širina pojasa, koja bi trebala biti najmanje jednako brzo kao i dostupna elektronika. Tranzistori koji imaju tranzitne frekvencije znatno iznad 100 GHz već su dokazani u silikonskoj tehnologiji od 90 nm, a brzina će se dodatno povećavati kako se smanjuje minimalna veličina značajki [1]. Međutim, širina pojasa današnjih silicijskih modulatora je ograničena. Silicij ne posjeduje χ (2) -Nilinearnost zbog svoje centro-simetrične kristalne strukture. Upotreba napetog silicija već je dovela do zanimljivih rezultata [2], ali nelinearnosti još uvijek ne dopuštaju praktične uređaje. Vrhunski silicijski fotonski modulatori, dakle, i dalje se oslanjaju na disperziju slobodnog nosača u PN ili PIN spojevima [3–5]. Pokazalo se da su pristrani spojnice prema naprijed pokazuju proizvod dužine napona niskog kao Vπl = 0,36 V mm, ali brzina modulacije ograničena je dinamikom nosača manjina. Ipak, brzine podataka od 10 gbit/s generirane su uz pomoć prije izražaja električnog signala [4]. Umjesto toga, koristeći obrnuto pristrani spoj, širina pojasa povećana je na oko 30 GHz [5,6], ali proizvod voltagela porastao je na vπl = 40 V mm. Nažalost, takvi fazni modulatori efekata plazme stvaraju i modulaciju neželjenog intenziteta [7], a nelinearno reagiraju na primijenjeni napon. Napredni modulacijski formati poput QAM-a zahtijevaju, međutim, linearni odziv i modulacija čiste faze, što čini eksploataciju elektrooptičkog učinka (Pockels Effect [8]) posebno poželjnim.
2. SOH pristup
Nedavno je predložen silicijski-organski hibridni (SOH) pristup [9–12]. Primjer SOH modulatora prikazan je na slici 1 (a). Sastoji se od valovoda utora koji vodi optičko polje i dvije silikonske trake koje električno povezuju optički valovod s metalnim elektrodama. Elektrode su smještene izvan optičkog modalnog polja kako bi se izbjegli optički gubici [13], Sl. 1 (b). Uređaj je obložen elektro-optičkim organskim materijalom koji ravnomjerno ispunjava utor. Modulacijski napon nosi metalni električni valovod i pada preko utora zahvaljujući vodljivim silikonskim trakama. Rezultirajuće električno polje tada mijenja indeks refrakcije u utora kroz ultra brzi elektro-optički učinak. Budući da utor ima širinu u redoslijedu od 100 nm, nekoliko je volti dovoljno za stvaranje vrlo jakih modulacijskih polja koja su u redoslijedu veličine dielektrične čvrstoće većine materijala. Struktura ima visoku učinkovitost modulacije jer su i modulacija i optička polja koncentrirana unutar utora, Sl. 1 (b) [14]. Doista, već su prikazane prve implementacije SOH modulatora s sub-voltnim radom [11], a dokazana je sinusoidna modulacija do 40 GHz [15,16]. Međutim, izazov u izgradnji SOH modulatora s malim naponom je stvaranje visoko vodljive povezivačke trake. U ekvivalentnom krugu utor se može predstaviti kondenzatorom C i provodljivim trakama od strane otpornika R, Sl. 1 (b). Odgovarajuća vremenska konstanta RC određuje propusnost uređaja [10,14,17,18]. Da bi se smanjio otpor R, predlaže se da drogirate silikonske trake [10,14]. Dok doping povećava vodljivost silikonskih traka (i stoga povećava optičke gubitke), jedan plaća dodatni kazna za gubitak jer se pokretljivost elektrona oslabila raspršivanjem nečistoće [10,14,19]. Štoviše, najnoviji pokušaji izrade pokazali su neočekivano nisku vodljivost.
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd. Smješten u kineskoj "Silicijskoj dolini"-Peking Zhongguancun, visokotehnološko je poduzeće posvećeno služenju domaćih i stranih istraživačkih institucija, istraživačkih instituta, sveučilišta i osoblja znanstvenog istraživanja poduzeća. Naša je tvrtka uglavnom angažirana u neovisnim istraživanjima i razvoju, dizajnu, proizvodnji, prodaji optoelektronskih proizvoda i pruža inovativna rješenja i profesionalne, personalizirane usluge za znanstvene istraživače i industrijske inženjere. Nakon godina neovisnih inovacija, formirao je bogat i savršeni niz fotoelektričnih proizvoda koji se široko koriste u općinskim, vojni, prometnim, električnoj energiji, financijama, obrazovanju, medicinskim i drugim industrijama.
Radujemo se suradnji s vama!
Post Vrijeme: ožujak-29-2023