Fotonski integrirani krug (PIC) sustav materijala
Silicijska fotonika je disciplina koja koristi ravninske strukture temeljene na silikonskim materijalima za usmjeravanje svjetla za postizanje različitih funkcija. Ovdje smo usredotočeni na primjenu silicijske fotonike u stvaranju odašiljača i prijemnika za optičke komunikacije. Kako je potreba za dodavanjem više mjenjača na određenoj propusnoj širini, danom otisku i danom trošku povećava, silicijska fotonika postaje ekonomski zvučnija. Za optički dio,Tehnologija fotonske integracijeMora se koristiti, a većina koherentnih primopredajnika danas je izgrađena korištenjem odvojenih modulatora LINBO3/ Planarnog svjetlosnog vala (PLC) i INP/ PLC prijemnika.
Slika 1: Prikazuje najčešće korištene sustave materijala za integrirani krug (PIC).
Na slici 1 prikazani su najpopularniji sustavi materijala s PIC -om. S lijeva na desno su silicijevo pic na bazi silicija (poznat i kao PLC), slika izolatora na bazi silicija (Silicon Photonics), litij niobate (Linbo3) i III-V grupna slika, poput INP i GAAS. Ovaj se rad fokusira na fotoniku na bazi silicija. Usilikonska fotonika, svjetlosni signal uglavnom putuje silicijum, koji ima neizravni pojas od 1,12 elektronskih volta (s valnom duljinom od 1,1 mikrona). Silicij se uzgaja u obliku čistih kristala u pećima, a zatim se izrezuje na vafre, koji su danas obično promjera 300 mm. Površina vafera oksidira se tako da tvori sloj silicijevog dioksida. Jedan od rezina bombardiran je atomima vodika na određenu dubinu. Dva vafla se zatim spoje u vakuumu i njihovi oksidni slojevi se međusobno vežu. Sklop se probija duž linije implantacije vodikovih iona. Silikonski sloj na pukotini je zatim poliran, na kraju ostavljajući tanki sloj kristalnog Si na vrhu netaknute silicijske "ručke" rezine na vrhu silicijevog sloja. Valovodi nastaju iz ovog tankog kristalnog sloja. Iako se ovi vaferi za silicij (SOI) na bazi silicija omogućuju valovode silicija s niskim gubicima, oni se zapravo češće koriste u CMOS krugovima niske snage zbog niske struje istjecanja koju pružaju.
Postoji mnogo mogućih oblika optičkih valovoda na bazi silicija, kao što je prikazano na slici 2., kreću se od valovoda silicijevih dioksida dopiranih u mikrosjeku do silikonskih valovoda silikonskih žičanih valovoda. Miješanjem germanija moguće je napravitifotodetektorii električna apsorpcijamodulatori, a možda čak i optička pojačala. Doping silicij, anoptički modulatormože se napraviti. Dno s lijeva na desno su: valovod silicija, silicijev nitrid, silicijski oksitrid valovod, debeli silikonski greben valovoda, tanki silikonski nitridni valovod i dopirani silikonski valovod. Na vrhu, s lijeva na desno, nalaze se modulatori iscrpljivanja, germanijski fotodetektori i germanijoptička pojačala.
Slika 2: Presjek serije optičkih valovoda na bazi silicija, koji pokazuje tipične gubitke širenja i indekse loma.
Post Vrijeme: srpanj-15-2024