ລະບົບວັດສະດຸປະສົມປະສານ photonic (PIC).
Silicon photonics ແມ່ນລະບຽບວິໄນທີ່ໃຊ້ໂຄງສ້າງ planar ໂດຍອີງໃສ່ວັດສະດຸຊິລິໂຄນເພື່ອນໍາພາແສງສະຫວ່າງເພື່ອບັນລຸຫນ້າທີ່ຫລາກຫລາຍ. ພວກເຮົາສຸມໃສ່ທີ່ນີ້ກ່ຽວກັບການນໍາໃຊ້ຂອງ photonics ຊິລິໂຄນໃນການສ້າງເຄື່ອງສົ່ງແລະການຮັບສໍາລັບການສື່ສານເສັ້ນໄຍແສງ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການທີ່ຈະເພີ່ມການສົ່ງສັນຍານເພີ່ມເຕີມໃນແບນວິດທີ່ກໍານົດ, ຮອຍຕີນທີ່ໃຫ້, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຊິລິໂຄນ photonics ກາຍເປັນເສດຖະກິດຫຼາຍ. ສໍາລັບພາກສ່ວນ optical,ເທກໂນໂລຍີການເຊື່ອມໂຍງ photonicຕ້ອງໄດ້ຮັບການນໍາໃຊ້, ແລະເຄື່ອງຮັບສັນຍານທີ່ສອດຄ່ອງກັນຫຼາຍທີ່ສຸດໃນມື້ນີ້ແມ່ນຖືກສ້າງຂຶ້ນໂດຍໃຊ້ຕົວແຍກໄຟວົງຈອນ LiNbO3 / planar (PLC) ແລະຕົວຮັບ InP / PLC.
ຮູບທີ 1: ສະແດງລະບົບວັດສະດຸລວມ photonic (PIC) ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປ.
ຮູບທີ 1 ສະແດງລະບົບວັດສະດຸ PIC ທີ່ນິຍົມທີ່ສຸດ. ຈາກຊ້າຍໄປຂວາແມ່ນ silicon-based silica PIC (ຍັງເອີ້ນວ່າ PLC), insulator ທີ່ອີງໃສ່ silicon PIC (silicon photonics), lithium niobate (LiNbO3), ແລະ III-V ກຸ່ມ PIC, ເຊັ່ນ InP ແລະ GaAs. ເອກະສານສະບັບນີ້ເນັ້ນໃສ່ໂຟໂຕນິກທີ່ໃຊ້ຊິລິຄອນ. ໃນຊິລິໂຄນໂຟໂຕນິກ, ສັນຍານແສງສະຫວ່າງສ່ວນໃຫຍ່ເຄື່ອນຍ້າຍໃນຊິລິໂຄນ, ທີ່ມີຊ່ອງຫວ່າງແຖບທາງອ້ອມຂອງ 1.12 volts ເອເລັກໂຕຣນິກ (ມີຄວາມຍາວຄື່ນຂອງ 1.1 microns). Silicon ແມ່ນປູກໃນຮູບແບບຂອງໄປເຊຍກັນບໍລິສຸດໃນ furnaces ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນຕັດເຂົ້າໄປໃນ wafers, ເຊິ່ງໃນມື້ນີ້ປົກກະຕິແລ້ວມີເສັ້ນຜ່າກາງ 300 ມມ. ພື້ນຜິວຂອງ wafer ຖືກ oxidized ເພື່ອສ້າງເປັນຊັ້ນ silica. ຫນຶ່ງໃນ wafers ໄດ້ຖືກລະເບີດດ້ວຍປະລໍາມະນູ hydrogen ກັບຄວາມເລິກທີ່ແນ່ນອນ. ຈາກນັ້ນ wafers ສອງອັນໄດ້ຖືກປະສົມເຂົ້າໄປໃນສູນຍາກາດແລະຊັ້ນ oxide ຂອງພວກມັນຜູກມັດເຊິ່ງກັນແລະກັນ. ການປະກອບການແຕກແຍກຕາມເສັ້ນ implantation hydrogen ion. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ຊັ້ນຊິລິໂຄນຢູ່ທີ່ຮອຍແຕກໄດ້ຖືກຂັດ, ໃນທີ່ສຸດເຮັດໃຫ້ຊັ້ນບາງໆຂອງ crystalline Si ຢູ່ເທິງສຸດຂອງຊິລິໂຄນ "ຈັບ" wafer ທີ່ຢູ່ດ້ານເທິງຂອງຊັ້ນຊິລິກາ. Waveguides ແມ່ນສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຈາກຊັ້ນ crystalline ບາງໆນີ້. ໃນຂະນະທີ່ wafers silicon-based insulator (SOI) ເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍນ້ໍາຊິລິໂຄນ photonics waveguides ເປັນໄປໄດ້, ຕົວຈິງແລ້ວພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຫຼາຍທົ່ວໄປໃນວົງຈອນ CMOS ພະລັງງານຕ່ໍາເນື່ອງຈາກວ່າກະແສການຮົ່ວໄຫຼຕ່ໍາພວກເຂົາເຈົ້າສະຫນອງ.
ມີຫຼາຍຮູບແບບທີ່ເປັນໄປໄດ້ຂອງຕົວຊີ້ທິດທາງຄື້ນແສງທີ່ໃຊ້ຊິລິໂຄນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 2. ພວກມັນມີຕັ້ງແຕ່ microscale germanium-doped silica waveguides ເຖິງ nanoscale Silicon Wire waveguides. ໂດຍການປະສົມຂອງ germanium, ມັນເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເຮັດໃຫ້ເຄື່ອງກວດຈັບພາບແລະການດູດຊຶມໄຟຟ້າmodulators, ແລະອາດຈະເປັນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ optical. ໂດຍ doping ຊິລິໂຄນ, ກmodulator opticalສາມາດເຮັດໄດ້. ດ້ານລຸ່ມຈາກຊ້າຍໄປຂວາແມ່ນ: ຄູ່ມື waveguide ຊິລິໂຄນ nitride, waveguide silicon nitride, waveguide silicon oxynitride, waveguide ວົງ silicon ຫນາ, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ silicon nitride ບາງໆແລະ doped silicon waveguide. ຢູ່ເທິງສຸດ, ຈາກຊ້າຍໄປຂວາ, ແມ່ນຕົວຄວບຄຸມການທຳລາຍ, ເຄື່ອງກວດຈັບພາບຖ່າຍ germanium, ແລະ germanium.ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ.
ຮູບທີ 2: ພາກສ່ວນຂ້າມຂອງຊຸດທິດທາງຄື້ນແສງທີ່ໃຊ້ຊິລິຄອນ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນການສູນເສຍການຂະຫຍາຍພັນແບບປົກກະຕິ ແລະດັດຊະນີສະທ້ອນແສງ.
ເວລາປະກາດ: ກໍລະກົດ-15-2024