Система матеріалу з фотонної інтегрованої схеми (PIC)
Силіконова фотоніка - це дисципліна, яка використовує плоскі структури на основі кремнієвих матеріалів для спрямування світла для досягнення різноманітних функцій. Тут ми зосереджуємось на застосуванні кремнієвої фотоніки у створенні передавачів та приймачів для волоконно -оптичних комунікацій. Оскільки необхідність додати більше передач у заданій пропускній здатності, заданому сліді та заданій вартості збільшується, кремнієва фотоніка стає більш економічно обгрунтованою. Для оптичної частини,Технологія фотонної інтеграціїПотрібно використовуватись, і більшість когерентних приймачів сьогодні побудовані за допомогою окремих модуляторів LINBO3/ ПЛАНАРНА Світлохвильових (PLC) та приймачів INP/ PLC.
На малюнку 1: показані зазвичай використовувані матеріальні системи фотонної ланцюга (PIC).
На малюнку 1 показані найпопулярніші матеріальні системи PIC. Зліва направо-кремнію на основі кремнію (також відомий як PLC), SILICON SILICON на основі кремнію (Silicon Photonics), Lithium Niobate (Linbo3) та III-V групи, такі як INP та GAAS. У цьому документі зосереджено на фотоніці на основі кремнію. УКремнієва фотоніка, Світловий сигнал в основному подорожує в кремнію, який має непрямий проміжок смуги 1,12 вольт електронів (з довжиною хвилі 1,1 мкм). Кремнію вирощують у вигляді чистих кристалів у печах, а потім нарізають вафлями, які сьогодні зазвичай мають діаметр 300 мм. Поверхня вафель окислюється, утворюючи кремнеземний шар. Один із вафельних бомбардувань обстрілюється атомами водню на певну глибину. Потім два вафлі злиті у вакуумі, а їх оксидні шари зв'язуються один з одним. Збірка проривається по лінії імплантації іона водню. Потім кремнієвий шар на тріщину відшліфується, врешті -решт залишаючи тонкий шар кристалічного СІ поверх неушкодженого кремнієвого «ручки» пластини поверх шару кремнезему. З цього тонкого кристалічного шару утворюються хвилеводи. Незважаючи на те, що ці вафлі ізолятора на основі кремнію (SOI) роблять можливими хвилеводи з низьким вмістом кремнію кремнію, вони насправді частіше використовуються в ланцюгах CMOS з низькою потужністю через струм низького витоку, який вони надають.
Існує багато можливих форм оптичних хвилеводів на основі кремнію, як показано на малюнку 2. Вони варіюються від мікромасштабного германієвого кремнезему хвилеводів кремнезему до хвилеводів з нанорозмірним дротом. Поєднуючи германій, це можна зробитиФотопрофеториі електричне поглинаннямодуляториі, можливо, навіть оптичні підсилювачі. Шляхом допінгу кремнію,оптичний модуляторможна зробити. Дно зліва направо: хвилевод кремнієвого дроту, хвилевод нітриду кремнію, хвилевод оксинітриду кремнію, хвилевод з густого кремнієвого хребта, хвилевод тонкого кремнієвого нітриду та допедний кремній хвилевод. Вгорі, зліва направо, є модулятори виснаження, фотодетектори германію та германійОптичні підсилювачі.
Малюнок 2: Поперечний переріз серії оптичних хвилеводів на основі кремнію, що показує типові втрати розповсюдження та показники заломлення.
Час посади: 15-2024 рр.