Sistèm materyèl fotonik entegre (PIC).

Sistèm materyèl fotonik entegre (PIC).

Silisyòm fotonik se yon disiplin ki itilize estrikti planè ki baze sou materyèl Silisyòm pou dirije limyè pou reyalize yon varyete fonksyon. Nou konsantre isit la sou aplikasyon an nan fotonik Silisyòm nan kreye transmetè ak reseptè pou kominikasyon fib optik. Kòm bezwen pou ajoute plis transmisyon nan yon bandwidth bay, yon anprint yo bay, ak yon ogmantasyon pri yo bay, fotonik Silisyòm vin pi ekonomikman son. Pou pati optik la,teknoloji entegrasyon fotonikyo dwe itilize, ak pi aderan transceivers jodi a yo bati lè l sèvi avèk LiNbO3/sikwi planar limyè-onn modulateur (PLC) ak reseptè InP/PLC.

Figi 1: Montre sistèm materyèl sikwi entegre fotonik (PIC) ki souvan itilize yo.

Figi 1 montre sistèm materyèl PIC ki pi popilè yo. Soti nan goch a dwat yo se Silisyòm ki baze sou silica PIC (ke yo rele tou PLC), Silisyòm ki baze sou izolan PIC (Silisyòm fotonik), ityòm niobat (LiNbO3), ak III-V gwoup PIC, tankou InP ak GaAs. Papye sa a konsantre sou fotonik ki baze sou Silisyòm. NanSilisyòm fotonik, siyal limyè a sitou vwayaje nan Silisyòm, ki gen yon espas endirèk nan 1.12 elèktron vòlt (ak yon longèdonn 1.1 mikron). Silisyòm se grandi nan fòm lan nan kristal pi bon kalite nan gwo founo dife ak Lè sa a, koupe an gaufret, ki jodi a yo tipikman 300 mm an dyamèt. Sifas wafer la soksid pou fòme yon kouch silica. Youn nan wafers yo bonbade ak atòm idwojèn nan yon sèten pwofondè. Lè sa a, de gauf yo fusion nan yon vakyòm ak kouch oksid yo kosyon youn ak lòt. Asanble a kraze sou liy enplantasyon ion idwojèn lan. Lè sa a, kouch Silisyòm nan krak la poli, evantyèlman kite yon kouch mens nan cristalline Si sou tèt silisyòm "manch" wafer la entak sou tèt kouch silica a. Waveguides yo fòme nan kouch kristal mens sa a. Pandan ke silisyòm ki baze sou izolasyon (SOI) wafers sa yo fè silikon fotonik ki ba-pèt posib, yo aktyèlman pi souvan itilize nan sikui CMOS ki ba-pouvwa akòz aktyèl la flit ki ba yo bay.

Gen anpil fòm posib nan gid ond optik ki baze sou Silisyòm, jan yo montre nan Figi 2. Yo varye soti nan gid ond silica mikwoskal germanium-doped nan nanokal Silisyòm fil gid ond. Pa melanje germanium, li posib pou fèfotodetektèak absòpsyon elektrikmodulatè, e petèt menm anplifikatè optik. Pa dopaj Silisyòm, anmodulator optikka fèt. Anba a de goch a dwat yo se: silisyòm fil waveguide, silisyòm nitrure waveguide, silisyòm oxynitrude waveguide, epè Silisyòm ridge waveguide, mens silisyòm nitrure waveguide ak doped silisyòm waveguide. Nan tèt, de goch a dwat, gen modulatè rediksyon, fotodetektè germanyòm, ak germanium.anplifikatè optik.

Figi 2: Seksyon transvèsal yon seri gid ond optik ki baze sou Silisyòm, ki montre pèt pwopagasyon tipik ak endis refraktif.