Fotoninen integroitu piiri (PIC) materiaalijärjestelmä
Piilotoniikka on kurinalaisuus, joka käyttää piidamateriaaliin perustuvia tasomaisia rakenteita valon ohjaamiseen monien toimintojen saavuttamiseksi. Keskitymme tässä piifotoniikan soveltamiseen lähettimien ja vastaanottimien luomalla kuituoptisen viestintää varten. Koska tarve lisätä siirtoa tietyllä kaistanleveydellä, tietyllä jalanjälkillä ja tiettyyn kustannus kasvaa, piifotoniasta tulee taloudellisesti terveempi. Optiseen osaan,fotoninen integraatiotekniikkaon käytettävä, ja useimmat johdonmukaiset lähetinvastaanottimet on nykyään rakennettu erillisillä Linbo3/ Planar Light Wave Circuit (PLC) -modulaattoreilla ja INP/ PLC-vastaanottimilla.
Kuvio 1: esittää yleisesti käytettyjä fotonisia integroituja piiri (PIC) materiaalijärjestelmiä.
Kuvio 1 esittää suosituimpia PIC -materiaalijärjestelmiä. Vasemmalta oikealle on piikolauspohjainen piidioksidikuva (tunnetaan myös nimellä PLC), piikonipohjainen eristyskuva (piikonifotonia), litium-niobaatti (Linbo3) ja III-V-ryhmäkuva, kuten INP ja GAAS. Tässä artikkelissa keskitytään piisopohjaiseen fotoniikkaan. Sisä-piifotoniikka, valonsignaali kulkee pääasiassa piissä, jonka epäsuora kaistaväli on 1,12 elektronivolttia (aallonpituudella 1,1 mikronia). Piää kasvatetaan uunien puhtaina kiteinä ja leikataan sitten kiekkoihin, jotka ovat nykyään halkaisijaltaan 300 mm. Kiekkojen pinta hapettuu piidioksidikerroksen muodostamiseksi. Yksi kiekkoista pommitetaan vetyatomilla tiettyyn syvyyteen. Sitten kaksi kiekoa sulautetaan tyhjiöön ja niiden oksidikerrokset sitoutuvat toisiinsa. Kokoonpano rikkoutuu vety -ionin implantointiviivaa pitkin. Sitten halkeaman piihakerros kiillotetaan, jättäen lopulta ohut kerros kiteistä Si: tä ehjän piin “kahvan” kiekon päälle piidioksidin kerroksen päällä. Aaltojohdot muodostetaan tästä ohuesta kiteisestä kerroksesta. Vaikka nämä piitapohjaiset eristimen (SOI)-kiekot tekevät vähäpeilistä piikonifotonia-aaltojohtoja mahdolliseksi, niitä käytetään tosiasiallisesti yleisemmin pienitehoisissa CMOS-piireissä niiden tarjoamien alhaisen vuotovirran vuoksi.
Piilipohjaisten optisten aaltojohtojen muotoja on monia mahdollisia muotoja, kuten kuviossa 2 esitetään. Ne vaihtelevat mikromittakaavan germanium-seostetuista piidioksidiaaltojohdista nanomittakaavan piidolangan aaltojohtoihin. Sekoittamalla germaniumia on mahdollista tehdäfotodeektoritja sähköinen absorptiomodulaattoritja mahdollisesti jopa optiset vahvistimet. Doping -pii,optinen modulaattorivoidaan tehdä. Alareunat vasemmalta oikealle ovat: piin lanka -aaltojohto, piinitridiaaltojohto, piin oksinitridi -aaltojohto, paksu piikarjanteen aalto Yläosassa vasemmalta oikealle ovat ehtymismodulaattorit, germaniumvalodeektorit ja germaniumoptiset vahvistimet.
Kuva 2: Piilipohjaisen optisen aaltojohto-sarjan poikkileikkaus, joka näyttää tyypilliset etenemishäviöt ja taitekertoimet.
Viestin aika: heinäkuu-15-2024