Eng vun de wichtegsten Eegeschafte vun engem optesche Modulator ass seng Modulatiounsgeschwindegkeet oder Bandbreet, déi mindestens sou séier soll sinn wéi déi verfügbar Elektronik. Transistoren mat Transitfrequenzen wäit iwwer 100 GHz goufen schonn an der 90 nm Siliziumtechnologie demonstréiert, an d'Geschwindegkeet wäert weider eropgoen, wa sech déi minimal Featuregréisst reduzéiert [1]. D'Bandbreet vun den haitege Siliziumbaséierte Modulatoren ass awer limitéiert. Silizium huet keng χ(2)-Netlinearitéit wéinst senger centrosymmetrescher kristalliner Struktur. D'Benotzung vu gespanntem Silizium huet schonn zu interessante Resultater gefouert [2], awer d'Netlinearitéite erlaben nach keng praktesch Apparater. Modern Silizium-Photonikmodulatoren baséieren dofir nach ëmmer op der Fräiträgerdispersioun a pn- oder Pin-Verbindungen [3-5]. Et gouf gewisen, datt no vir verspannte Verbindunge e Spannungslängtprodukt vu bis zu VπL = 0,36 V mm opweisen, awer d'Modulatiounsgeschwindegkeet ass duerch d'Dynamik vu Minoritéitsträger limitéiert. Trotzdeem goufen Datenraten vun 10 Gbit/s mat Hëllef vun enger Virbetonung vum elektresche Signal generéiert [4]. Mat Hëllef vu Réckwärtsverspannten Junctions gouf d'Bandbreet op ongeféier 30 GHz erhéicht [5,6], awer de Spannungslängtprodukt ass op VπL = 40 V mm geklommen. Leider produzéieren sou Plasma-Effekt-Phasenmodulatoren och eng ongewollt Intensitéitsmodulatioun [7], a si reagéieren netlinear op déi ugewandte Spannung. Fortgeschratt Modulatiounsformater wéi QAM erfuerderen awer eng linear Äntwert a reng Phasenmodulatioun, wouduerch d'Ausnotzung vum elektroopteschen Effekt (Pockels-Effekt [8]) besonnesch wënschenswäert ass.
2. SOH-Usaz
Rezent gouf den Silizium-Organic Hybrid (SOH) Usaz virgeschloen [9–12]. E Beispill vun engem SOH-Modulator ass an der Fig. 1(a) gewisen. E besteet aus engem Schlitzwellenleiter, deen dat optescht Feld leet, an zwee Siliziumsträifen, déi den optesche Wellenleiter elektresch mat de metalleschen Elektroden verbannen. D'Elektroden sinn ausserhalb vum optesche Modalfeld placéiert, fir optesch Verloschter ze vermeiden [13], Fig. 1(b). Den Apparat ass mat engem elektroopteschen organesche Material beschichtet, dat de Schlitz gläichméisseg fëllt. D'Moduléierungsspannung gëtt vum metalleschen elektresche Wellenleiter gedroen a fällt iwwer de Schlitz erof dank de leitfäege Siliziumsträifen. Dat resultéierend elektrescht Feld ännert dann den Breechungsindex am Schlitz duerch den ultraschnellen elektroopteschen Effekt. Well de Schlitz eng Breet an der Gréisstenuerdnung vun 100 nm huet, sinn e puer Volt genuch fir ganz staark Moduléierungsfelder ze generéieren, déi an der Gréisstenuerdnung vun der dielektrescher Stäerkt vun de meeschte Materialien sinn. D'Struktur huet eng héich Moduléierungseffizienz, well souwuel dat moduléierend wéi och dat optescht Feld am Schlitz konzentréiert sinn, Fig. 1(b) [14]. Tatsächlech goufen éischt Implementatioune vu SOH-Modulatoren mat Subvolt-Betrib [11] scho gewisen, an eng sinusfërmeg Modulatioun bis zu 40 GHz gouf demonstréiert [15,16]. D'Erausfuerderung beim Bau vun Nidderspannungs-Héichgeschwindegkeets-SOH-Modulatoren ass awer, e staark leetfäege Verbindungsstreifen ze kreéieren. An engem gläichwäertege Circuit kann de Schlitz duerch e Kondensator C an déi leetfäeg Streifen duerch Widderstänn R representéiert ginn, Fig. 1(b). Déi entspriechend RC-Zäitkonstant bestëmmt d'Bandbreet vum Apparat [10,14,17,18]. Fir de Widderstand R ze reduzéieren, gouf virgeschloen, d'Siliziumstreifen ze dotéieren [10,14]. Wärend d'Dotéierung d'Leetfäegkeet vun de Siliziumstreifen erhéicht (an dofir d'optesch Verloschter erhéicht), bezillt een eng zousätzlech Verloschtsstraf, well d'Elektronemobilitéit duerch d'Streuung vun Onreinheeten beeinträchtigt gëtt [10,14,19]. Ausserdeem hunn déi rezentst Fabrikatiounsversich eng onerwaart niddreg Leetfäegkeet gewisen.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., mat Sëtz am chinesesche "Silicon Valley" - Beijing Zhongguancun, ass en High-Tech-Entreprise, deen sech dem Déngscht vun nationalen an auslännesche Fuerschungsinstituter, Fuerschungsinstituter, Universitéiten a wëssenschaftleche Fuerschungspersonal an Entreprisen engagéiert. Eis Firma beschäftegt sech haaptsächlech mat der onofhängeger Fuerschung an Entwécklung, dem Design, der Produktioun, dem Verkaf vun optoelektronesche Produkter a bitt innovativ Léisungen a professionell, personaliséiert Servicer fir wëssenschaftlech Fuerscher an Industrieingenieuren. No Jore vun onofhängeger Innovatioun huet si eng räich a perfekt Serie vu photoelektresche Produkter opgebaut, déi wäit verbreet an de kommunalen, militäreschen, transport-, elektresche, finanziellen, bildungs-, medezineschen an aneren Industrien agesat ginn.
Mir freeën eis op d'Zesummenaarbecht mat Iech!
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 29. Mäerz 2023