Silicon photonic ອົງປະກອບການເຄື່ອນໄຫວ

Silicon photonic ອົງປະກອບການເຄື່ອນໄຫວ

ສ່ວນປະກອບຂອງ Photonic ແມ່ນອ້າງອີງໂດຍສະເພາະເພື່ອອອກແບບໂຕ້ຕອບແບບເຄື່ອນໄຫວລະຫວ່າງແສງສະຫວ່າງແລະສໍາຄັນ. ສ່ວນປະກອບທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວແບບປົກກະຕິຂອງ photonics ແມ່ນຕົວປ່ຽນແປງແບບ optical. ທັງຫມົດໃນປະຈຸບັນຊິລິໂຄນ - ອີງໃສ່ເຄື່ອງຫມາຍ opticalແມ່ນອີງໃສ່ຜົນກະທົບຂອງຜູ້ຂົນສົ່ງທີ່ບໍ່ເສຍຄ່າ plasma. ການປ່ຽນຈໍານວນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ບໍ່ເສຍຄ່າແລະຮູຢູ່ໃນວັດສະດຸຊິລິໂຄນໂດຍວິທີການຊິລິໂຄນ, ຂະຫນາດທີ່ສະແດງອອກໂດຍສານທີ່ເຫມາະສົມກັບ Soref ແລະ Bennett ທີ່ຄື້ນຂອງ 1550 nanometers. ເມື່ອປຽບທຽບກັບເອເລັກໂຕຣນິກ, ຮູຂຸມຂົນເຮັດໃຫ້ມີການປ່ຽນແປງຂອງດັດຊະນີທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແລະຈິນຕະນາການ, ມັນສາມາດຜະລິດການປ່ຽນແປງໄລຍະທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ສະນັ້ນໃນເຄື່ອງຈັກ modulators mach-zehderແລະເຄື່ອງຫມາຍແຫວນ, ມັນມັກຈະມັກໃຊ້ຮູເພື່ອເຮັດຕົວກັ່ນຕອງໄລຍະ.

ຂອງຕ່າງໆSilicon (Si) ແບບຈໍາລອງປະເພດແມ່ນສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 10A. ໃນໂມດິນິບສີດບໍລິສັດ, ແສງສະຫວ່າງຕັ້ງຢູ່ຊິລິໂຄນທີ່ມີຢູ່ໃນຊິລິໂຄນທີ່ມີຄວາມສັບສົນພາຍໃນຈຸດປະສົງທີ່ກວ້າງຂວາງຫຼາຍ, ແລະໄຟຟ້າແລະຮູ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເຄື່ອງຫມາຍດັ່ງກ່າວຊ້າລົງ, ໂດຍປົກກະຕິມີແບນວິດ 500 MHz, ເພາະວ່າໄຟຟ້າແລະຮູທີ່ບໍ່ເສຍຄ່າໃຊ້ເວລາອີກຕໍ່ໄປ. ເພາະສະນັ້ນ, ໂຄງສ້າງນີ້ມັກຖືກນໍາໃຊ້ເປັນ attenuator optical ຕົວປ່ຽນ (VOA) ແທນທີ່ຈະເປັນຕົວປ່ຽນແປງ. ໃນຕົວແກ້ຕົວທີ່ເສື່ອມໂຊມ, ສ່ວນທີ່ເບົາທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນຈຸດທີ່ແຄບແຄບ, ແລະຄວາມກວ້າງຂອງຄວາມຮ້ອນຂອງ PN Junction ແມ່ນມີການປ່ຽນແປງໂດຍສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້. ໂມດູນນີ້ສາມາດປະຕິບັດງານໄດ້ດ້ວຍຄວາມໄວເກີນ 50GB / S, ແຕ່ມີການສູນເສຍພື້ນຫລັງຂອງພື້ນຫລັງ. vpil ປົກກະຕິແມ່ນ 2 v ຊມ. ເຄື່ອງຈັກດັດຊະນີຜຸພັງໂລຫະ (Mos) (ຕົວຈິງຕົວຈິງແລ້ວ semiconductor-semiconductor-semiconductor) ມີຊັ້ນຜຸພັງບາງໆໃນແຖບ SMOW. ມັນອະນຸຍາດໃຫ້ມີການສະສົມບັນທຸກບາງຢ່າງເຊັ່ນດຽວກັນກັບການລຸດລົງຂອງຜູ້ຂົນສົ່ງ, ຊ່ວຍໃຫ້ມີການດູແລທີ່ມີຂະຫນາດນ້ອຍກວ່າ 0.2 v ຊມ, ແຕ່ມີຂໍ້ເສຍປຽບຂອງການສູນເສຍທີ່ສູງກວ່າແລະຄວາມຍາວຂອງຫນ່ວຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ຍັງມີເຄື່ອງຫມາຍການດູດໄຟຟ້າ Sige ໂດຍອີງໃສ່ Sige (SiliCon Geralium) ການເຄື່ອນໄຫວ Ed Edge Edge. ນອກຈາກນັ້ນ, ຍັງມີເຄື່ອງຈັກ modjene ຂອງ Graphene ທີ່ອີງໃສ່ graphene ເພື່ອປ່ຽນລະຫວ່າງໂລຫະທີ່ດູດຊຶມແລະ insulators ໂປ່ງໃສ. ສິ່ງເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫຼາກຫຼາຍຂອງການນໍາໃຊ້ກົນໄກທີ່ແຕກຕ່າງກັນເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຮັບການສ້ອມແປງສັນຍານຄວາມໄວສູງ, ມີຄວາມເສຍຫາຍຕໍ່າ.

ຮູບສະແດງ 10: (ກ) ແຜນວາດຂ້າມພາກສ່ວນຂອງ Silicon-based Designtions ທີ່ອີງໃສ່ແລະ (b) ແຜນວາດແບບຂ້າມຂອງເຄື່ອງກວດຈັບຕົວຂອງ.

ເຄື່ອງກວດແສງ Silicon ທີ່ໃຊ້ຫຼາຍສະແດງຢູ່ໃນຮູບ 10B. ອຸປະກອນການດູດຊຶມແມ່ນເຢຍລະມັນ (Ge). GE ແມ່ນສາມາດດູດຊຶມແສງໄດ້ທີ່ຄື້ນຟອງລົງປະມານ 1,6 ໄມໂຄ. ສະແດງຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍແມ່ນໂຄງສ້າງ PIN ທີ່ປະສົບຜົນສໍາເລັດຫຼາຍທີ່ສຸດໃນມື້ນີ້. ມັນປະກອບດ້ວຍ p-type silicon doped silicon ທີ່ grows. GE ແລະ SI ມີ 4% ທີ່ບໍ່ກົງກັນ, ແລະເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການເຄື່ອນຍ້າຍ, ຊັ້ນບາງໆຂອງ Sige ແມ່ນຜູ້ໃຫຍ່ຄັ້ງທໍາອິດເປັນຊັ້ນ buffer. n-type doping ແມ່ນປະຕິບັດຢູ່ເທິງສຸດຂອງຊັ້ນ GE. photodiode ທີ່ມີໂລຫະ-semiconductor-semiconductor (MSM) ທີ່ສະແດງຢູ່ໃນກາງ, ແລະ APD (ນັກຖ່າຍຮູບ Avalanche) ແມ່ນສະແດງຢູ່ເບື້ອງຂວາ. ພາກພື້ນ Avalanche ໃນ APD ຕັ້ງຢູ່ໃນ Si, ເຊິ່ງມີຄຸນລັກສະນະສຽງຕ່ໍາກວ່າເມື່ອທຽບໃສ່ກັບພາກພື້ນທີ່ບໍ່ມີປະສິດຕິພາບໃນກຸ່ມ III-V ອົງປະກອບໃນອົງປະກອບ.

ໃນປະຈຸບັນ, ບໍ່ມີວິທີແກ້ໄຂທີ່ມີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ເຫັນໄດ້ຊັດເຈນໃນການລວມເອົາຜົນປະໂຫຍດຂອງການເພີ່ມຂື້ນຂອງ opicon ກັບ photonics ຊິລິໂຄນ. ຮູບທີ 11 ສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼາຍທາງເລືອກທີ່ເປັນໄປໄດ້ທີ່ມີລະດັບການຊຸມນຸມ. ຢູ່ເບື້ອງຊ້າຍມືແມ່ນປະສົມປະສານຂອງ monolithic ທີ່ປະກອບມີການນໍາໃຊ້ທາດອາເມລິກາທີ່ປູກໃນ epitaxied, is-doped (ເຊັ່ນ: ສູບ optical), ແລະ Gaas ທີ່ປູກໄດ້ (Gaas). ຖັນຕໍ່ໄປແມ່ນ Wafer ທີ່ Wafer ກັບ Wafer Cower, ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການຜຸພັງແລະການຜູກມັດປອດສານພິດໃນພາກພື້ນ III-V. ຖັນຖັດໄປແມ່ນຊິບປະກອບເຂົ້າໄປໃນປະຈຸບັນ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບການໃສ່ຊິບ III-V ເຂົ້າໄປໃນຢູ່ຕາມໂກນຂອງຊິລິໂຄນແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຄື່ອງຈັກໃນໂຄງສ້າງຂອງ SiliCon. ປະໂຫຍດຂອງສາມວິທີການຖັນທໍາອິດນີ້ແມ່ນວ່າອຸປະກອນສາມາດທົດສອບໄດ້ໃນການເຮັດວຽກເຕັມທີ່ພາຍໃນ wafer ກ່ອນທີ່ຈະຕັດ. ຖັນທີ່ຖືກຕ້ອງທີ່ສຸດແມ່ນການປະກອບສ່ວນຊິບ - chip, ໂດຍກົງຂອງຊິລິໂຄນໃສ່ຊິບ III-v ໂດຍກົງ, ພ້ອມທັງຄູ່ສົມລົດຜ່ານເລນແລະກະກຽມ commers. ແນວໂນ້ມໄປສູ່ການສະຫມັກການຄ້າກໍາລັງເຄື່ອນຍ້າຍຈາກເບື້ອງຊ້າຍໄປທາງເບື້ອງຊ້າຍຂອງຕາຕະລາງໄປສູ່ວິທີແກ້ໄຂປະສົມປະສານແລະປະສົມປະສານ.

ຮູບທີ 11: ວິທີການທີ່ໄດ້ຮັບການເພີ່ມຂື້ນໃນ photonics ທີ່ອີງໃສ່ຊິລິໂຄນ. ໃນຂະນະທີ່ທ່ານຍ້າຍຈາກຊ້າຍຫາຂວາ, ຈຸດ inquiring ການຜະລິດຄ່ອຍໆຍ້າຍກັບຄືນໄປບ່ອນໃນຂະບວນການ.