Фотоник нэгдсэн хэлхээний (PIC) материалын систем

Фотоник нэгдсэн хэлхээний (PIC) материалын систем

Цахиурын фотоник нь цахиурын материал дээр суурилсан хавтгай бүтцийг ашиглан гэрлийг чиглүүлэн олон төрлийн функцийг гүйцэтгэдэг салбар юм. Шилэн кабелийн холбооны дамжуулагч, хүлээн авагчийг бий болгоход бид цахиурын фотоникийг ашиглахад анхаарлаа хандуулдаг. Өгөгдсөн зурвасын өргөн, өгөгдсөн ул мөр, өгөгдсөн өртөгт илүү их дамжуулалтыг нэмэх хэрэгцээ нэмэгдэхийн хэрээр цахиурын фотоник нь эдийн засгийн хувьд илүү найдвартай болдог. Оптик хэсгийн хувьд,фотоник интеграцийн технологиашиглах ёстой бөгөөд ихэнх уялдаатай дамжуулагчийг өнөөдөр тусдаа LiNbO3/ хавтгай гэрлийн долгионы хэлхээний (PLC) модулятор болон InP/PLC хүлээн авагч ашиглан бүтээдэг.

Зураг 1: Түгээмэл хэрэглэгддэг фотоник нэгдсэн хэлхээний (PIC) материалын системийг харуулав.

Зураг 1-д хамгийн алдартай PIC материалын системийг харуулав. Зүүнээс баруун тийш цахиурт суурилсан цахиурын PIC (мөн PLC гэж нэрлэдэг), цахиурт суурилсан тусгаарлагч PIC (цахиурын фотоник), литийн ниобат (LiNbO3), III-V бүлгийн PIC, тухайлбал InP болон GaAs. Энэхүү нийтлэл нь цахиурт суурилсан фотоникт анхаарлаа хандуулдаг. ондцахиурын фотоник, гэрлийн дохио нь голчлон цахиураар дамждаг бөгөөд шууд бус зурвасын зай нь 1.12 электрон вольт (1.1 микрон долгионы урттай). Цахиурыг зууханд цэвэр талст хэлбэрээр ургуулж, дараа нь өнөөдөр ихэвчлэн 300 мм диаметртэй вафель болгон хуваасан. Цахиурын гадаргуу нь исэлдэж, цахиурын давхаргыг үүсгэдэг. Нэг хавтан нь устөрөгчийн атомаар тодорхой гүнд бөмбөгддөг. Дараа нь вакуум дотор хоёр вафель хайлуулж, тэдгээрийн исэл давхаргууд нь хоорондоо холбогддог. Угсралт нь устөрөгчийн ионы суулгацын шугамын дагуу эвдэрдэг. Дараа нь хагарал дахь цахиурын давхаргыг өнгөлж, эцэст нь цахиурын давхаргын дээд талд бүрэн бүтэн цахиурын "бариул" өрмөнцөр дээр талст Si-ийн нимгэн давхарга үлдэнэ. Энэхүү нимгэн талст давхаргаас долгион хөтлүүр үүсдэг. Эдгээр цахиурт суурилсан тусгаарлагч (SOI) хавтан нь бага алдагдалтай цахиурын фотоник долгион хөтлүүрүүдийг бий болгох боломжтой боловч тэдгээр нь бага гүйдэлтэй байдаг тул бага чадлын CMOS хэлхээнд ихэвчлэн ашиглагддаг.

Зураг 2-т үзүүлсэн шиг цахиурт суурилсан оптик долгион хөтлүүрүүдийн олон хэлбэрүүд байдаг. Эдгээр нь германий хольцтой микро масштабтай цахиурын долгион хөтлүүрээс нано хэмжээний Цахиурын утас хүртэлх долгионы хөтлүүр юм. Германыг холих замаар хийх боломжтойфотодетекторуудба цахилгаан шингээлтмодуляторууд, магадгүй бүр оптик өсгөгч. Цахиурыг допинг хийснээр, aоптик модуляторхийж болно. Доод тал нь зүүнээс баруун тийш: цахиур утсан долгион хөтлүүр, цахиурын нитридын долгион хөтлүүр, цахиурын оксинитридын долгионы хөтлүүр, зузаан цахиурын долгионы хөтлүүр, нимгэн цахиурын нитридын долгион хөтлүүр ба нэмэлт цахиурын долгион хөтлүүр. Дээд талд, зүүнээс баруун тийш, хомсдолын модулятор, германий фотодетектор, германий байна.оптик өсгөгч.

Зураг 2: Цахиурт суурилсан оптик долгион хөтлүүрийн цувралын хөндлөн огтлол, тархалтын ердийн алдагдал ба хугарлын индексийг харуулсан.