Однією з найважливіших властивостей оптичного модулятора є його швидкість модуляції або пропускна здатність, яка повинна бути принаймні такою ж швидкою, як і доступна електроніка. Транзистори, що мають частоти транзиту, значно вище 100 ГГц, вже продемонстровані в технології кремнію 90 нм, а швидкість ще більше збільшиться, оскільки мінімальний розмір функції зменшується [1]. Однак пропускна здатність сучасних модуляторів на основі кремнію обмежена. Кремнію не має χ (2) -нелінійності завдяки його центро-симетричній кристалічній структурі. Використання напруженого кремнію вже призвело до цікавих результатів [2], але нелінійності ще не дозволяють отримати практичні пристрої. Таким чином, найсучасніші фотонні модулятори кремнію все ще покладаються на дисперсію вільних носіїв у перехрестях PN або PIN [3–5]. Показано, що вперед упереджені переходи виявляють продукт довжини напруги настільки ж низький, як vπl = 0,36 В мм, але швидкість модуляції обмежена динамікою носіїв меншин. Тим не менш, показники даних 10 Гбіт/с були створені за допомогою попереднього наголосу електричного сигналу [4]. Використовуючи замість цього зворотні упереджені переходи, пропускна здатність була збільшена приблизно до 30 ГГц [5,6], але продукт VoltageLength піднявся на vπl = 40 В мм. На жаль, такі фазові модулятори плазмового ефекту також виробляють небажану модуляцію інтенсивності [7], і вони нелінійно реагують на застосовану напругу. Просунуті формати модуляції, такі як QAM, вимагають, однак, лінійної відповіді та чистої фазової модуляції, що робить експлуатацію електроооптичного ефекту (ефект Pockels [8]) особливо бажаним.
2. SOH підхід
Нещодавно запропоновано підхід кремнію-органічного гібриду (SOH) [9–12]. Приклад модулятора SOH показаний на рис. 1 (а). Він складається з ігрового хвилеводу, що керує оптичним полем, та двох кремнієвих смужок, які електрично з'єднують оптичний хвилевод до металевих електродів. Електроди розташовані поза оптичним модальним полем, щоб уникнути оптичних втрат [13], рис. 1 (б). Пристрій покрито електрооптичним органічним матеріалом, який рівномірно заповнює слот. Модулююча напруга переноситься металевим електричним хвилеводом і опускається через проріжку завдяки провідним кремнієвим смужкам. Потім отримане електричне поле змінює індекс заломлення в слоті через ультрафаст-електрооптичний ефект. Оскільки слот має ширину в порядку 100 нм, декілька вольт достатньо, щоб генерувати дуже сильні модулюючі поля, які знаходяться в порядку величини діелектричної міцності більшості матеріалів. Структура має високу ефективність модуляції, оскільки як модулюючі, так і оптичні поля зосереджені всередині слота, рис. 1 (б) [14]. Дійсно, перші реалізації модуляторів SOH з операцією суб-вольту [11] вже показали, а синусоїдальна модуляція до 40 ГГц була продемонстрована [15,16]. Однак завданням у створенні високостійких високошвидкісних модуляторів SOH є створення високопровідної сполучної смуги. В еквівалентному ланцюзі слот може бути представлений конденсатором С та провідними смужками резисторів R, рис. 1 (б). Відповідна константа часу RC визначає пропускну здатність пристрою [10,14,17,18]. Для того, щоб знизити опір R, було запропоновано допійти кремнієві смужки [10,14]. У той час як допінг збільшує провідність кремнієвих смуг (і, отже, збільшує оптичні втрати), виплачується додаткове штрафне штраф, оскільки мобільність електронів порушена розсіюванням домішок [10,14,19]. Більше того, найновіші спроби виготовлення показали несподівано низьку провідність.
Пекін Rofea Optoelectronics Co., ТОВ, розташований у Китаї «Кремнієва долина»-Пекін Чжунгуанкун,-це високотехнологічне підприємство, присвячене обслуговуванню внутрішніх та закордонних науково-дослідних установ, науково-дослідних інститутів, університетів та підприємницьких наукових досліджень. Наша компанія в основному займається незалежними дослідженнями та розробками, дизайном, виробництвом, продажами оптоелектронних продуктів та надає інноваційні рішення та професійні, персоналізовані послуги для наукових дослідників та промислових інженерів. Після багатьох років незалежних інновацій він сформував багату та ідеальну серію фотоелектричних продуктів, які широко використовуються в муніципальних, військових, транспортних, електроенергетичних, фінансах, освіті, медичній та інших галузях.
Ми з нетерпінням чекаємо співпраці з вами!
Час посади: 29-2023 рр.