Ulinganisho wa mifumo ya nyenzo za mzunguko wa photonic jumuishi

Ulinganisho wa mifumo ya nyenzo za mzunguko wa photonic jumuishi
Mchoro wa 1 unaonyesha ulinganisho wa mifumo miwili ya nyenzo, indium Phosphorus (InP) na silicon (Si). Upungufu wa indium hufanya InP kuwa nyenzo ghali zaidi kuliko Si. Kwa sababu saketi zenye msingi wa silicon huhusisha ukuaji mdogo wa epitaxial, mavuno ya saketi zenye msingi wa silicon kawaida huwa juu kuliko ile ya saketi za InP. Katika mizunguko yenye msingi wa silicon, germanium (Ge), ambayo kwa kawaida hutumiwa tu ndaniKitambuzi cha picha(vigunduzi vya mwanga), inahitaji ukuaji wa epitaxial, wakati katika mifumo ya InP, hata miongozo ya mawimbi tu lazima iandaliwe na ukuaji wa epitaxial. Ukuaji wa Epitaxial huwa na msongamano wa juu wa kasoro kuliko ukuaji wa fuwele moja, kama vile kutoka kwa ingoti ya fuwele. Miongozo ya mawimbi ya InP ina utofautishaji wa hali ya juu wa kigezo chenye mwonekano wa juu pekee katika mpito, ilhali mielekeo ya mawimbi yenye msingi wa silicon ina utofautishaji wa hali ya juu wa refractive katika sehemu zote mbili pita na longitudinal, ambayo huruhusu vifaa vinavyotegemea silicon kufikia radii ndogo zaidi ya kupinda na miundo mingine iliyoshikana zaidi. InGaAsP ina pengo la bendi moja kwa moja, wakati Si na Ge hawana. Matokeo yake, mifumo ya nyenzo za InP ni bora kwa suala la ufanisi wa laser. Oksidi za asili za mifumo ya InP si dhabiti na thabiti kama oksidi za asili za Si, dioksidi ya silicon (SiO2). Silicon ni nyenzo yenye nguvu zaidi kuliko InP, inayoruhusu matumizi ya saizi kubwa zaidi za kaki, yaani kutoka mm 300 (itasasishwa hivi karibuni hadi 450 mm) ikilinganishwa na 75 mm katika InP. InPmodulikwa kawaida hutegemea athari ya Stark iliyo na quantum, ambayo ni nyeti kwa halijoto kutokana na harakati za ukingo wa bendi zinazosababishwa na halijoto. Kwa kulinganisha, utegemezi wa joto wa moduli za msingi wa silicon ni mdogo sana.

Teknolojia ya silicon photonics kwa ujumla inachukuliwa kuwa inafaa tu kwa bidhaa za gharama nafuu, za muda mfupi, za juu (zaidi ya vipande milioni 1 kwa mwaka). Hii ni kwa sababu inakubalika sana kwamba kiasi kikubwa cha uwezo wa kaki kinahitajika ili kueneza mask na gharama za maendeleo, na kwambateknolojia ya silicon photonicsina hasara kubwa za utendakazi katika utumizi wa bidhaa za masafa marefu kutoka jiji hadi jiji. Kwa kweli, hata hivyo, kinyume ni kweli. Katika matumizi ya gharama ya chini, masafa mafupi, yenye mavuno mengi, leza inayotoa uso kwa uso wima (VCSEL) nalaser-modulated moja kwa moja (Laser ya DML) : leza iliyorekebishwa moja kwa moja huleta shinikizo kubwa la ushindani, na udhaifu wa teknolojia ya fotoni ya silicon ambayo haiwezi kuunganisha leza kwa urahisi imekuwa hasara kubwa. Kinyume chake, katika metro, maombi ya umbali mrefu, kutokana na upendeleo wa kuunganisha teknolojia ya picha ya silicon na usindikaji wa signal digital (DSP) pamoja (ambayo mara nyingi iko katika mazingira ya joto la juu), ni faida zaidi kutenganisha laser. Kwa kuongeza, teknolojia ya utambuzi thabiti inaweza kufidia mapungufu ya teknolojia ya fotoniki ya silicon kwa kiasi kikubwa, kama vile tatizo kwamba mkondo wa giza ni mdogo zaidi kuliko oscillator photocurrent ya ndani. Wakati huo huo, ni makosa pia kufikiria kuwa kiasi kikubwa cha uwezo wa kaki kinahitajika ili kufidia gharama za barakoa na ukuzaji, kwa sababu teknolojia ya picha za silicon hutumia saizi za nodi ambazo ni kubwa zaidi kuliko semiconductors ya oksidi ya chuma ya hali ya juu zaidi (CMOS), kwa hivyo vinyago vinavyohitajika na uendeshaji wa uzalishaji ni wa bei nafuu.