Photonic integréiert Circuit (PIC) Material System
Silicon Photonik ass eng Disziplin déi planar Strukturen baséiert op Siliziummaterialien benotzt fir Liicht ze riichten fir eng Vielfalt vu Funktiounen z'erreechen. Mir konzentréieren eis hei op d'Applikatioun vu Silizium Photonik bei der Schafung vu Sender an Empfänger fir Glasfaserkommunikatioun. Wéi de Besoin fir méi Iwwerdroung bei enger bestëmmter Bandbreedung ze addéieren, e bestëmmte Foussofdrock, an eng bestëmmte Käschte eropgeet, gëtt Silizium Photonik méi wirtschaftlech gesond. Fir den opteschen Deel,photonic Integratioun Technologiemuss benotzt ginn, an déi meescht kohärent Transceiver haut gi mat getrennten LiNbO3 / Planar Light-Wave Circuit (PLC) Modulatoren an InP / PLC Empfänger gebaut.
Figur 1: Weist allgemeng benotzt photonic integréiert Circuit (PIC) Material Systemer.
Figur 1 weist de beléifsten PIC Material Systemer. Vu lénks no riets si Silizium-baséiert Silica PIC (och bekannt als PLC), Silizium-baséiert Isolator PIC (Silisium Photonik), Lithiumniobat (LiNbO3), an III-V Grupp PIC, wéi InP a GaAs. Dëse Pabeier konzentréiert sech op Silizium-baséiert Photonik. AnSilizium Photonik, reest d'Liichtsignal haaptsächlech am Silizium, deen en indirekte Bandspalt vun 1,12 Elektronevolt huet (mat enger Wellelängt vun 1,1 Mikron). Silizium gëtt a Form vu pure Kristalle an Uewen ugebaut an dann a Wafere geschnidden, déi haut typesch 300 mm Duerchmiesser hunn. D'Wafer Uewerfläch gëtt oxidéiert fir eng Silikaschicht ze bilden. Ee vun de Wafere gëtt mat Waasserstoffatome bis zu enger gewësser Déift bombardéiert. Déi zwee Wafere ginn dann an engem Vakuum verschmolzelt an hir Oxidschichten binden sech mateneen. D'Versammlung brécht laanscht d'Waasserstoffionimplantatiounslinn. D'Silisiumschicht an der Rëss gëtt dann poléiert, schliisslech léisst eng dënn Schicht kristallinem Si op der Spëtzt vun der intakt Silizium "Griff" Wafer uewen op der Silica Schicht. Waveguides ginn aus dëser dënnter kristallinescher Schicht geformt. Wärend dës Silizium-baséiert Isolator (SOI) Wafere Low-Verloscht Silicon Photonics Welleguide méiglech maachen, gi se tatsächlech méi allgemeng a Low-Power CMOS Circuits benotzt wéinst dem nidderegen Leckstroum deen se ubidden.
Et gi vill méiglech Forme vun Silicon-baséiert opteschen waveguides, wéi an der Figur gewisen 2. Si Gamme vun microscale germanium-dotéiert Silica waveguides zu nanoscale Silicon Wire waveguides. Mat der Mëschung vun Germanium ass et méiglech ze maachenphotodetectorsan elektresch Absorptiounmodulators, an eventuell souguer optesch Verstärker. Duerch Doping Silizium, anopteschen modulatorkënne gemaach ginn. Déi ënnescht vu lénks no riets sinn: Silicon Drot waveguide, Silicon Nitride waveguide, Silicon oxynitride waveguide, décke Silicon Ridge waveguide, dënn Silicon Nitrid waveguide an dotéiert Silicon waveguide. Am Top, vu lénks op riets, sinn Ausschöpfungsmodulatoren, Germanium Photodetektoren a Germaniumopteschen Verstäerker.
Figur 2: Querschnitt vun enger Siliziumbaséierter optescher Welleguide Serie, déi typesch Ausbreedungsverloschter a Refraktiounsindize weist.
Post Zäit: Jul-15-2024