Sîstema materyalê ya çerxa entegre ya fotonîkî (PIC)

Sîstema materyalê ya çerxa entegre ya fotonîkî (PIC)

Fotonîka silîkonê dîsîplînek e ku avahiyên planar ên li ser bingeha materyalên silîkonê bikar tîne da ku ronahiyê beralî bike da ku cûrbecûr fonksiyonan bi dest bixe. Em li vir li ser sepandina fotonîka silîkonê di afirandina veguhezkar û wergiran de ji bo ragihandina fîber optîk disekinin. Her ku hewcedariya zêdekirina veguhestinê li bandfirehiyek diyarkirî, şopek diyarkirî û lêçûnek diyarkirî zêde dibe, fotonîka silîkonê ji hêla aborî ve maqûltir dibe. Ji bo beşa optîkî,teknolojiya entegrasyona fotonîkdivê were bikar anîn, û piraniya veguhezkarên hevgirtî îro bi karanîna modulatorên devreya pêla ronahiyê ya planar (PLC) ya LiNbO3/planar û wergirên InP/PLC yên cuda têne çêkirin.

Wêne 1: Sîstemên materyalê yên çerxa entegre ya fotonîkî (PIC) yên ku bi gelemperî têne bikar anîn nîşan dide.

Wêne 1 sîstemên materyalên PIC ên herî populer nîşan dide. Ji çepê ber bi rastê ve PIC-ya silîkonê ya li ser bingeha silîkonê (ku wekî PLC jî tê zanîn), îzolatorê PIC-ya li ser bingeha silîkonê (fotonîkên silîkonê), nîobata lîtyûmê (LiNbO3), û PIC-ya koma III-V, wek InP û GaAs, hene. Ev gotar li ser fotonîkên li ser bingeha silîkonê disekine. Difotonîkên silîkonê, sînyala ronahiyê bi giranî di silîkonê de diçe, ku valahiyek banda nerasterast a 1.12 voltên elektron heye (bi dirêjahiya pêlê ya 1.1 mîkron). Silîkon di firinan de bi şiklê krîstalên paqij tê çandin û dûv re dibe wafer, ku îro bi gelemperî 300 mm di qûtra wan de ne. Rûyê waferê tê oksîdkirin da ku qatek silîka çêbike. Yek ji waferan bi atomên hîdrojenê heya kûrahiyek diyarkirî tê bombebaran kirin. Dûv re her du wafer di valahiyek de têne hev kirin û qatên wan ên oksîdê bi hev ve girêdidin. Cih li ser xeta bicihkirina îyona hîdrojenê dişkê. Qata silîkonê ya li şikestinê dûv re tê cilandin, di dawiyê de qatek zirav a Si ya krîstalî li ser wafera "destgir" a silîkonê ya bêkêmasî li ser qata silîka dihêle. Rêberên pêlê ji vê qata krîstalî ya zirav têne çêkirin. Her çend ev waferên îzoleker (SOI) yên li ser bingeha silîkonê rêberên pêlên fotonîk ên silîkonê yên windabûna kêm gengaz dikin jî, ew bi rastî di devreyên CMOS-ê yên hêza kêm de bêtir têne bikar anîn ji ber herikîna rijandina kêm ku ew peyda dikin.

Gelek şêweyên gengaz ên rêberên pêlên optîkî yên li ser bingeha silîkonê hene, wekî ku di Wêne 2 de tê xuyang kirin. Ew ji rêberên pêlên silîkonê yên bi germanyûmê ve girêdayî yên mîkropîvan bigire heya rêberên pêlên têlên silîkonê yên di pîvana nano de diguherin. Bi tevlihevkirina germanyûmê, gengaz e ku merivfotodetektorû vegirtina elektrîkêmodulatoran, û dibe ku hetta amplîfîkatorên optîkî jî. Bi dopkirina silîkonê,modulatorê optîkîdikare were çêkirin. Li jêr ji çepê ber bi rastê ev in: rêberê pêlê yê têla silîkonê, rêberê pêlê yê silîkon nîtrîdê, rêberê pêlê yê silîkon oksînîtrîdê, rêberê pêlê yê stûr ê silîkon nîtrîdê, rêberê pêlê yê silîkon nîtrîdê yê zirav û rêberê pêlê yê silîkonê yê dopîngkirî. Li jor, ji çepê ber bi rastê, modulatorên hilweşandinê, fotodetektorên germanyûmê, û germanyûm hene.amplîfîkatorên optîkî.

Wêne 2: Beşa xaçerêyî ya rêze rêberên pêlên optîkî yên li ser bingeha silîkonê, ku windahiyên belavbûnê yên tîpîk û nîşaneyên refraksiyonê nîşan dide.