Ètò ohun èlò ìṣiṣẹ́ photonic integrated (PIC)

Ètò ohun èlò ìṣiṣẹ́ photonic integrated (PIC)

Silicon photonics jẹ́ ẹ̀ka kan tí ó ń lo àwọn ètò planar tí a gbé ka orí àwọn ohun èlò silicon láti darí ìmọ́lẹ̀ láti ṣe àṣeyọrí onírúurú iṣẹ́. Níbí, a dojúkọ lílo silicon photonics láti ṣẹ̀dá àwọn transmitter àti receivers fún ìbánisọ̀rọ̀ fiber optic. Bí àìní láti fi kún transmission ní bandwidth kan tí a fúnni, ipasẹ̀ kan tí a fúnni, àti iye owó tí a fúnni bá ń pọ̀ sí i, silicon photonics di èyí tí ó dára ní ti ọrọ̀ ajé. Fún apá opitika,imọ-ẹrọ iṣọpọ photonica gbọ́dọ̀ lò ó, àti pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn transceiver tó dúró ṣinṣin lónìí ni a fi àwọn modulators LiNbO3/planar light-wave circuit (PLC) ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ àti àwọn olugba InP/PLC kọ́.

Àwòrán 1: Fi àwọn ètò ohun èlò photonic integrated circuit (PIC) tí a sábà máa ń lò hàn.

Àwòrán 1 fi àwọn ètò ohun èlò PIC tó gbajúmọ̀ jùlọ hàn. Láti apá òsì sí ọ̀tún ni PIC silica tó dá lórí silicon (tí a tún mọ̀ sí PLC), PIC insulator tó dá lórí silicon (silicon photonics), lithium niobate (LiNbO3), àti III-V group PIC, bíi InP àti GaAs. Ìwé yìí dojúkọ àwọn photonics tó dá lórí silicon. Nínúsilikoni photonics, àmì ìmọ́lẹ̀ náà máa ń rìn ní silicon, èyí tí ó ní àlàfo ìpele tí kò ṣe tààrà ti 1.12 electron volts (pẹ̀lú ìgbì omi 1.1 microns). A máa ń gbin silicon ní ìrísí kirisita mímọ́ nínú àwọn ilé ìgbóná, lẹ́yìn náà a máa gé wọn sí wafers, èyí tí ó sábà máa ń jẹ́ 300 mm ní ìwọ̀n ìlà. A máa ń fi oxidize da ojú wafer náà láti ṣẹ̀dá silica. A máa ń fi àwọn átọ̀mù hydrogen bo ọ̀kan lára ​​àwọn wafers náà sí ìjìnlẹ̀ kan. A máa ń da àwọn wafers méjèèjì pọ̀ mọ́ vacuum kan, àwọn fẹlẹfẹlẹ oxide wọn sì máa ń so mọ́ ara wọn. Àkójọpọ̀ náà máa ń bẹ́ ní ìlà ìfàmọ́ hydrogen ion. A máa ń dán silikoni ní ìfọ́ náà, nígbẹ̀yìn-gbẹ́yín, a máa ń fi crystalline Si sílẹ̀ lórí wafer silicon “handle” tí ó wà lórí silica. A máa ń dá àwọn waveguides láti inú crystalline Layer yìí. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àwọn wafers oní silicon (SOI) tí a fi silicon ṣe yìí mú kí àwọn waveguides silicon photonics tí kò ní ìpàdánù díẹ̀ ṣeé ṣe, a sábà máa ń lò wọ́n ní àwọn circuits CMOS tí agbára wọn kò pọ̀ nítorí pé ìṣàn omi tí wọ́n ń pèsè kéré.

Ọ̀pọ̀lọpọ̀ ọ̀nà tí ó ṣeé ṣe láti lo àwọn ìtọ́sọ́nà optical tí a fi silicon ṣe ló wà, gẹ́gẹ́ bí a ṣe fihàn ní Àwòrán 2. Wọ́n wà láti àwọn ìtọ́sọ́nà optical germanium tí a fi microscale ṣe sí àwọn ìtọ́sọ́nà optical Silicon Wire nanoscale. Nípa ṣíṣe àdàpọ̀ germanium, ó ṣeé ṣe láti ṣefotodetectorsàti gbígbà itannaàwọn olùṣe àtúnṣe, àti bóyá àwọn ohun èlò amplifier optical pàápàá. Nípa lílo silikoni, ohunohun èlò ìṣiṣẹ́ ojúa le ṣe é. Àwọn ìsàlẹ̀ láti òsì sí ọ̀tún ni: silicon waya waveguide, silicon nitride waveguide, silicon oxynitride waveguide, thick silicon ridge waveguide, thin silicon nitride waveguide àti doped silicon waveguide. Ní òkè, láti òsì sí ọ̀tún, ni àwọn depletion modulators, germanium photodetectors, àti germanium.àwọn amplifiers opitika.

Àwòrán 2: Àgbékalẹ̀ ìsọ̀rí ìtọ́sọ́nà optíkì tí a fi silicon ṣe, tí ó ń fi àwọn àdánù ìdàgbàsókè àti àwọn àmì ìfàmọ́ra hàn.