Матэрыяльная сістэма фатоннай інтэгральнай схемы (PIC).
Сіліконавая фатоніка - гэта дысцыпліна, якая выкарыстоўвае плоскія структуры на аснове крэмніевых матэрыялаў для накіравання святла для выканання розных функцый. Мы сканцэнтраваны тут на прымяненні крэмніевай фатонікі ў стварэнні перадатчыкаў і прыёмнікаў для валаконна-аптычнай сувязі. Па меры павелічэння патрэбы ў дадатковай перадачы пры зададзенай паласе прапускання, зададзенай плошчы і зададзеным кошце крамянёвая фатоніка становіцца больш эканамічна абгрунтаванай. Для аптычнай часткі,тэхналогія фатоннай інтэграцыіпавінны быць выкарыстаны, і большасць кагерэнтных прыёмаперадатчыкаў сёння пабудаваны з выкарыстаннем асобных мадулятараў LiNbO3/планарнай светлавой схемы (PLC) і прыёмнікаў InP/PLC.
Малюнак 1. Паказвае найбольш часта выкарыстоўваюцца матэрыяльныя сістэмы фатонных інтэгральных схем (PIC).
На малюнку 1 паказаны найбольш папулярныя матэрыяльныя сістэмы PIC. Злева направа размешчаны дыяксід крэмнія на аснове крэмнія (таксама вядомы як PLC), ізалятар на аснове крэмнія (фатоніка крэмнія), ніябат літыя (LiNbO3) і PIC групы III-V, такія як InP і GaAs. Гэты артыкул прысвечаны фатоніцы на аснове крэмнія. Украмянёвая фатоніка, светлавы сігнал у асноўным распаўсюджваецца ў крэмніі, які мае ўскосную забароненую зону 1,12 электронвольта (з даўжынёй хвалі 1,1 мікрон). Крэмній вырошчваюць у выглядзе чыстых крышталяў у печах, а затым разразаюць на пласціны, якія сёння звычайна маюць дыяметр 300 мм. Паверхня пласцін акісляецца, утвараючы пласт кремнезема. Адна з пласцін бамбардзіруецца атамамі вадароду на пэўную глыбіню. Затым дзве пласціны зліваюцца ў вакууме, і іх аксідныя пласты злучаюцца адзін з адным. Зборка ламаецца па лініі імплантацыі іёнаў вадароду. Затым крэмніевы пласт у расколіне паліруецца, у канчатковым выніку пакідаючы тонкі пласт крышталічнага Si на непашкоджанай крэмніевай пласціне «ручка» на вяршыні крэмневага пласта. З гэтага тонкага крышталічнага пласта ўтвараюцца хваляводы. Нягледзячы на тое, што гэтыя крэмніевыя ізалятарныя пласціны (SOI) робяць магчымымі крамянёвыя фатонныя хваляводы з нізкімі стратамі, насамрэч яны часцей выкарыстоўваюцца ў схемах КМОП з нізкім энергаспажываннем з-за нізкага току ўцечкі, які яны забяспечваюць.
Ёсць шмат магчымых форм аптычных хваляводаў на аснове крэмнія, як паказана на малюнку 2. Яны вар'іруюцца ад мікрамаштабных крэмневых хваляводаў, легаваных германіем, да нанамаштабных крэмніевых хваляводаў. Змешваючы германій, можна зрабіцьфотадэтэктарыі электрычнае паглынаннемадулятары, і, магчыма, нават аптычныя ўзмацняльнікі. Дадаючы крэмній, анаптычны мадулятарможна зрабіць. Унізе злева направа: хвалевод з крамянёвай дроту, хвалявод з нітрыду крэмнію, хвалявод з аксінітрыду крэмнію, хвалявод з тоўстым крэмніевым грэбнем, хвалявод з тонкага нітрыду крэмнію і хвалявод з легаванага крэмнію. Уверсе злева направа мадулятары знясілення, германіевыя фотадэтэктары і германійаптычныя ўзмацняльнікі.
Малюнак 2: папярочны разрэз серыі аптычных хваляводаў на аснове крэмнія, які паказвае тыповыя страты пры распаўсюджванні і паказчыкі праламлення.
Час публікацыі: 15 ліпеня 2024 г