Адной з найважнейшых уласцівасцей аптычнага мадулятара з'яўляецца яго хуткасць мадуляцыі або прапускная здольнасць, якая павінна быць прынамсі такой жа хуткай, як і ў даступнай электронікі. Транзістары з частатой пралёта значна вышэй за 100 ГГц ужо былі прадэманстраваны ў 90-нм крэмніевай тэхналогіі, і хуткасць будзе яшчэ больш павялічвацца па меры памяншэння мінімальнага памеру элемента [1]. Аднак прапускная здольнасць сучасных крэмніевых мадулятараў абмежаваная. Крэмній не валодае χ(2)-нелінейнасцю з-за сваёй цэнтрасіметрычнай крышталічнай структуры. Выкарыстанне напружанага крэмнію ўжо прывяло да цікавых вынікаў [2], але нелінейнасці пакуль не дазваляюць ствараць практычныя прылады. Таму сучасныя крэмніевыя фатонні мадулятары ўсё яшчэ абапіраюцца на дысперсію свабодных носьбітаў у pn або pin-пераходах [3–5]. Было паказана, што пераходы з прамым зрушэннем дэманструюць твор напружання на даўжыню да VπL = 0,36 В/мм, але хуткасць мадуляцыі абмежавана дынамікай неасноўных носьбітаў. Тым не менш, хуткасць перадачы дадзеных 10 Гбіт/с была дасягнута з дапамогай папярэдняга ўзмацнення электрычнага сігналу [4]. Выкарыстоўваючы замест гэтага пераходы з адваротным зрушэннем, прапускная здольнасць была павялічана прыкладна да 30 ГГц [5,6], але здабытак напружання-даўжыні павялічыўся да VπL = 40 В/мм. На жаль, такія фазавыя мадулятары на аснове плазменнага эфекту таксама ствараюць непажаданую мадуляцыю інтэнсіўнасці [7] і нелінейна рэагуюць на прыкладзенае напружанне. Аднак перадавыя фарматы мадуляцыі, такія як QAM, патрабуюць лінейнай рэакцыі і чыстай фазавай мадуляцыі, што робіць выкарыстанне электрааптычнага эфекту (эфект Поккельса [8]) асабліва пажаданым.
2. Падыход SOH
Нядаўна быў прапанаваны падыход на аснове крэмніевых арганічных гібрыдаў (SOH) [9–12]. Прыклад SOH-мадулятара паказаны на мал. 1(a). Ён складаецца з шчыліннага хвалявода, які накіроўвае аптычнае поле, і двух крэмніевых палосак, якія электрычна злучаюць аптычны хвалявод з металічнымі электродамі. Электроды размешчаны па-за аптычным мадальным полем, каб пазбегнуць аптычных страт [13], мал. 1(b). Прылада пакрыта электрааптычным арганічным матэрыялам, які раўнамерна запаўняе шчыліну. Мадулюючае напружанне перадаецца металічным электрычным хваляводам і спадае праз шчыліну дзякуючы праводзячым крэмніевым палоскам. Утваранае электрычнае поле затым змяняе паказчык праламлення ў шчыліне праз звышхуткі электрааптычны эфект. Паколькі шчыліна мае шырыню каля 100 нм, некалькіх вольт дастаткова для стварэння вельмі моцных мадулюючых палёў, якія маюць парадак велічыні дыэлектрычнай трываласці большасці матэрыялаў. Структура мае высокую эфектыўнасць мадуляцыі, паколькі як мадулюючае, так і аптычнае палі сканцэнтраваны ўнутры шчыліны, мал. 1(b) [14]. І сапраўды, першыя рэалізацыі SOH-мадулятараў з субвольтнай працай [11] ужо былі паказаны, і была прадэманстравана сінусоідная мадуляцыя да 40 ГГц [15,16]. Аднак праблемай пры стварэнні нізкавольтных высакахуткасных SOH-мадулятараў з'яўляецца стварэнне высокаправоднай злучальнай палоскі. У эквівалентнай схеме шчыліна можа быць прадстаўлена кандэнсатарам C, а праводзячыя палоскі - рэзістарамі R, мал. 1(b). Адпаведная пастаянная часу RC вызначае паласу прапускання прылады [10,14,17,18]. Каб паменшыць супраціўленне R, было прапанавана легаваць крэмніевыя палоскі [10,14]. Хоць легаванне павялічвае праводнасць крэмніевых палосак (і, такім чынам, павялічвае аптычныя страты), яно дае дадатковы штраф за страты, таму што рухомасць электронаў пагаршаецца рассейваннем прымешак [10,14,19]. Больш за тое, апошнія спробы вырабу паказалі нечакана нізкую праводнасць.
Кампанія Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., размешчаная ў кітайскай «Сіліконавай даліне» — Пекіне Чжунгуаньцунь, — гэта высокатэхналагічнае прадпрыемства, якое абслугоўвае айчынныя і замежныя навукова-даследчыя ўстановы, універсітэты і навукова-даследчы персанал прадпрыемстваў. Наша кампанія ў асноўным займаецца незалежнымі даследаваннямі і распрацоўкамі, праектаваннем, вытворчасцю і продажам оптаэлектроннай прадукцыі, а таксама прапануе інавацыйныя рашэнні і прафесійныя, персаналізаваныя паслугі для навукоўцаў-даследчыкаў і прамысловых інжынераў. Пасля многіх гадоў незалежных інавацый яна стварыла багатую і дасканалую серыю фотаэлектрычнай прадукцыі, якая шырока выкарыстоўваецца ў камунальнай, ваеннай, транспартнай, электраэнергетычнай, фінансавай, адукацыйнай, медыцынскай і іншых галінах прамысловасці.
Мы з нецярпеннем чакаем супрацоўніцтва з вамі!
Час публікацыі: 29 сакавіка 2023 г.