Sistem Bahan Litar Bersepadu Fotonik (PIC)
Silicon Photonics adalah disiplin yang menggunakan struktur planar berdasarkan bahan silikon untuk mengarahkan cahaya untuk mencapai pelbagai fungsi. Kami memberi tumpuan di sini mengenai penggunaan fotonik silikon dalam mewujudkan pemancar dan penerima untuk komunikasi gentian optik. Memandangkan keperluan untuk menambah lebih banyak penghantaran pada jalur lebar yang diberikan, jejak yang diberikan, dan kenaikan kos yang diberikan, fotonik silikon menjadi lebih baik dari segi ekonomi. Untuk bahagian optik,Teknologi Integrasi PhotonicMesti digunakan, dan kebanyakan transceivers yang koheren hari ini dibina menggunakan modulator litar gelombang cahaya (PLC) LINBO3/ planar dan penerima INP/ PLC.
Rajah 1: Menunjukkan sistem bahan litar bersepadu fotonik (PIC) yang biasa digunakan.
Rajah 1 menunjukkan sistem bahan PIC yang paling popular. Dari kiri ke kanan adalah gambar silika berasaskan silikon (juga dikenali sebagai PLC), gambar penebat berasaskan silikon (silikon fotonik), lithium niobate (Linbo3), dan pic kumpulan III-V, seperti INP dan GaAs. Makalah ini memberi tumpuan kepada fotonik berasaskan silikon. DalamSilicon Photonics, isyarat cahaya terutamanya bergerak dalam silikon, yang mempunyai jurang band tidak langsung sebanyak 1.12 voltan elektron (dengan panjang gelombang 1.1 mikron). Silikon ditanam dalam bentuk kristal tulen dalam relau dan kemudian dipotong menjadi wafer, yang hari ini biasanya diameter 300 mm. Permukaan wafer dioksidakan untuk membentuk lapisan silika. Salah satu wafer dibombardir dengan atom hidrogen ke kedalaman tertentu. Kedua -dua wafer itu kemudian disatu dalam vakum dan lapisan oksida mereka ikatan antara satu sama lain. Perhimpunan memecah di sepanjang garis implantasi ion hidrogen. Lapisan silikon pada retak kemudian digilap, akhirnya meninggalkan lapisan nipis Si kristal di atas silikon utuh "pemegang" wafer di atas lapisan silika. Waveguides terbentuk dari lapisan kristal nipis ini. Walaupun wafer penebat berasaskan silikon (SOI) ini membuat gelombang silikon fotonik silikon rendah mungkin, mereka sebenarnya lebih biasa digunakan dalam litar CMOS kuasa rendah kerana arus kebocoran rendah yang mereka sediakan.
Terdapat banyak kemungkinan bentuk gelombang optik berasaskan silikon, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Dengan menggabungkan germanium, adalah mungkin untuk membuatPhotodetectorsdan penyerapan elektrikmodulator, dan mungkin juga penguat optik. Dengan doping silikon, anmodulator optikboleh dibuat. Bahagian bawah dari kiri ke kanan adalah: Waveguide wire silikon, gelombang silikon nitrida, gelombang silikon oxynitride, gelombang rabung silikon tebal, gelombang silikon nitrid nitrid dan gelombang silikon doped. Di bahagian atas, dari kiri ke kanan, adalah modulator pengurangan, photodetectors germanium, dan germaniumpenguat optik.
Rajah 2: Keratan rentas siri gelombang optik berasaskan silikon, menunjukkan kehilangan penyebaran biasa dan indeks refraktif.
Masa Post: Jul-15-2024