Salah satu sifat terpenting bagi modulator optik ialah kelajuan atau lebar jalur modulasinya, yang sepatutnya sekurang-kurangnya sepantas elektronik yang ada. Transistor yang mempunyai frekuensi transit yang jauh melebihi 100 GHz telah ditunjukkan dalam teknologi silikon 90 nm, dan kelajuannya akan meningkat lagi apabila saiz ciri minimum dikurangkan [1]. Walau bagaimanapun, lebar jalur modulator berasaskan silikon masa kini adalah terhad. Silikon tidak mempunyai ketaklinearan χ(2) disebabkan oleh struktur kristal sentrosimetrinya. Penggunaan silikon tegang telah membawa kepada keputusan yang menarik [2], tetapi ketaklinearan masih belum membenarkan peranti praktikal. Oleh itu, modulator fotonik silikon yang canggih masih bergantung pada penyebaran pembawa bebas dalam simpang pn atau pin [3–5]. Simpang bias ke hadapan telah ditunjukkan untuk mempamerkan hasil darab panjang voltan serendah VπL = 0.36 V mm, tetapi kelajuan modulasi dihadkan oleh dinamik pembawa minoriti. Namun begitu, kadar data 10 Gbit/s telah dijana dengan bantuan penekanan awal isyarat elektrik [4]. Sebaliknya, menggunakan simpang bias terbalik, lebar jalur telah ditingkatkan kepada kira-kira 30 GHz [5,6], tetapi hasil darab panjang voltan meningkat kepada VπL = 40 V mm. Malangnya, modulator fasa kesan plasma sedemikian juga menghasilkan modulasi keamatan yang tidak diingini [7], dan ia bertindak balas secara tak linear terhadap voltan yang dikenakan. Walau bagaimanapun, format modulasi lanjutan seperti QAM memerlukan tindak balas linear dan modulasi fasa tulen, menjadikan eksploitasi kesan elektro-optik (kesan Pockels [8]) amat diingini.
2. Pendekatan SOH
Baru-baru ini, pendekatan hibrid silikon-organik (SOH) telah dicadangkan [9–12]. Satu contoh modulator SOH ditunjukkan dalam Rajah 1(a). Ia terdiri daripada pandu gelombang slot yang membimbing medan optik, dan dua jalur silikon yang menyambungkan pandu gelombang optik secara elektrik kepada elektrod logam. Elektrod terletak di luar medan modal optik untuk mengelakkan kehilangan optik [13], Rajah 1(b). Peranti ini disalut dengan bahan organik elektro-optik yang mengisi slot secara seragam. Voltan modulasi dibawa oleh pandu gelombang elektrik logam dan jatuh merentasi slot hasil daripada jalur silikon konduktif. Medan elektrik yang terhasil kemudiannya mengubah indeks pembiasan dalam slot melalui kesan elektro-optik ultra pantas. Oleh kerana slot mempunyai lebar dalam lingkungan 100 nm, beberapa volt sudah cukup untuk menghasilkan medan modulasi yang sangat kuat yang berada dalam lingkungan magnitud kekuatan dielektrik kebanyakan bahan. Struktur ini mempunyai kecekapan modulasi yang tinggi kerana kedua-dua medan modulasi dan optik tertumpu di dalam slot, Rajah 1(b) [14]. Sesungguhnya, pelaksanaan pertama modulator SOH dengan operasi sub-volt [11] telah ditunjukkan, dan modulasi sinusoidal sehingga 40 GHz telah ditunjukkan [15,16]. Walau bagaimanapun, cabaran dalam membina modulator SOH berkelajuan tinggi voltan rendah adalah untuk mencipta jalur penyambung yang sangat konduktif. Dalam litar setara, slot boleh diwakili oleh kapasitor C dan jalur konduktif oleh perintang R, Rajah 1(b). Pemalar masa RC yang sepadan menentukan lebar jalur peranti [10,14,17,18]. Untuk mengurangkan rintangan R, telah dicadangkan untuk mendop jalur silikon [10,14]. Walaupun doping meningkatkan kekonduksian jalur silikon (dan oleh itu meningkatkan kehilangan optik), seseorang membayar penalti kehilangan tambahan kerana mobiliti elektron terjejas oleh penyebaran bendasing [10,14,19]. Selain itu, percubaan fabrikasi terbaru menunjukkan kekonduksian yang rendah secara tidak dijangka.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. yang terletak di "Silicon Valley" China – Beijing Zhongguancun, merupakan sebuah perusahaan berteknologi tinggi yang berdedikasi untuk berkhidmat kepada institusi penyelidikan, institut penyelidikan, universiti dan kakitangan penyelidikan saintifik perusahaan domestik dan asing. Syarikat kami terutamanya terlibat dalam penyelidikan dan pembangunan bebas, reka bentuk, pembuatan, penjualan produk optoelektronik, dan menyediakan penyelesaian inovatif dan perkhidmatan profesional yang diperibadikan untuk penyelidik saintifik dan jurutera industri. Selepas bertahun-tahun inovasi bebas, ia telah membentuk satu siri produk fotoelektrik yang kaya dan sempurna, yang digunakan secara meluas dalam industri perbandaran, ketenteraan, pengangkutan, kuasa elektrik, kewangan, pendidikan, perubatan dan lain-lain.
Kami mengalu-alukan kerjasama dengan anda!
Masa siaran: 29 Mac 2023