Fotonisten integroidujen piirilaitejärjestelmien vertailu

Fotonisten integroidujen piirilaitejärjestelmien vertailu
Kuvio 1 esittää kahden materiaalijärjestelmän, indiumfosforin (INP) ja piin (SI) vertailun. Indiumin harvinaisuus tekee INP: stä kalliimman materiaalin kuin SI. Koska piisopohjaisiin piireihin liittyy vähemmän epitaksiaalista kasvua, piipohjaisten piirien saanto on yleensä korkeampi kuin INP-piireissä. Piilipohjaisissa piireissä, germanium (GE), jota yleensä käytetään vainFotodetektori(valonilmaisimet), vaatii epitaksiaalista kasvua, kun taas INP -järjestelmissä jopa passiiviset aaltojohdot on valmistettava epitaksiaalisen kasvun avulla. Epitaksiaalisella kasvulla on yleensä suurempi vikatiheys kuin yksittäisen kidekasvun, kuten kideharko. INP-aaltojohtoilla on korkea taitekerroin kontrasti vain poikittaisissa, kun taas piidohjaisilla aaltoputkilla on korkea taitekerroin kontrasti sekä poikittaisessa että pitkittäisissä, mikä sallii piisopohjaisten laitteiden saavuttamisen pienempien taivutussäteiden ja muiden kompaktien rakenteiden saavuttamiseksi. Ingaaspilla on suora band -aukko, kun taas Si ja Ge eivät. Seurauksena on, että Laser -tehokkuuden kannalta INP -materiaalijärjestelmät ovat parempia. INP -järjestelmien luontaiset oksidit eivät ole yhtä vakaita ja vankkoja kuin Si: n, piisidioksidin (SiO2) luontaiset oksidit. Pii on voimakkaampi materiaali kuin INP, mikä mahdollistaa suurempien kiekkojen koon käytön, ts. 300 mm (pian päivitetään 450 mm: iin) verrattuna INP: n 75 mm: iin. InpmodulaattoritYleensä riippuu kvanttikonfiedista karkeasta vaikutuksesta, joka on lämpötilaherkkä lämpötilan aiheuttamasta kaistan reunan liikkeestä. Sitä vastoin piipohjaisten modulaattorien lämpötilariippuvuus on hyvin pieni.

Piifotoniikkatekniikkaa pidetään yleensä vain sopivina vain edullisiin, lyhyen kantaman suuriin volyymeihin (yli miljoona kappaletta vuodessa). Tämä johtuu siitä, että on yleisesti hyväksytty, että maskin ja kehityskustannusten levittämiseksi tarvitaan suuri määrä kiekkoja ja että sepiifotoniikkatekniikkaon merkittäviä suorituskyvyn haittoja kaupunkiin kaupunkien alue- ja kaukoliikenteen tuotesovelluksissa. Todellisuudessa päinvastoin on totta. Edullisissa, lyhyen kantaman, korkean tuoton sovelluksissa, pystysuorassa onkalo pinnalla säteilevällä laserilla (VCSEL) jasuoran moduloitu laser (DML -laser): Suoraan moduloitu laser asettaa valtavan kilpailupaineen, ja piidohjaisen fotonisen tekniikan heikkoudesta, joka ei voi helposti integroida lasereita, on tullut merkittävä haitta. Sitä vastoin metroissa, pitkän matkan sovelluksissa johtuen kytken fotoniikkatekniikan integroinnista ja digitaalisen signaalinkäsittelyn (DSP) integroinnista (joka on usein korkean lämpötilan ympäristöissä), on edullisempaa erottaa laser. Lisäksi koherentti havaitsemistekniikka voi korvata suuressa määrin piifotoniikkatekniikan puutteet, kuten ongelma, että tumma virta on paljon pienempi kuin paikallinen oskillaattorin valovirta. Samanaikaisesti on myös väärin ajatella, että maskin ja kehityskustannusten kattamiseen tarvitaan suuri määrä kiekkokapasiteettia, koska Piilifotoniikkateknologia käyttää solmukonsoja, jotka ovat paljon suurempia kuin edistyneimmät täydentävät metallioksidipemiconductors (CMOS), joten vaadittavat naamarit ja tuotantojuokset ovat suhteellisen halpoja.