Mfumo wa nyenzo uliojumuishwa wa Photonic (PIC)

Mfumo wa nyenzo uliojumuishwa wa Photonic (PIC)

Photonics ya Silicon ni nidhamu ambayo hutumia miundo ya sayari kulingana na vifaa vya silicon kuelekeza nuru ili kufikia kazi mbali mbali. Tunazingatia hapa utumiaji wa picha za silicon katika kuunda transmitters na wapokeaji wa mawasiliano ya macho ya nyuzi. Kama hitaji la kuongeza maambukizi zaidi katika bandwidth fulani, alama ya miguu iliyopewa, na gharama fulani huongezeka, picha za silicon zinakuwa sauti zaidi kiuchumi. Kwa sehemu ya macho,Teknolojia ya Ujumuishaji wa PhotonicLazima itumike, na transceivers thabiti zaidi leo imejengwa kwa kutumia modulators tofauti za Linbo3/ planar taa-wimbi (PLC) na wapokeaji wa INP/ PLC.

Kielelezo 1: Inaonyesha mifumo ya vifaa vya kawaida vya mzunguko wa picha (PIC).

Kielelezo 1 kinaonyesha mifumo maarufu ya vifaa vya PIC. Kutoka kushoto kwenda kulia ni Silicon-msingi Silica Pic (pia inajulikana kama PLC), Silicon-msingi Insulator PIC (Silicon Photonics), Lithium niobate (Linbo3), na III-V Group Pic, kama vile INP na GaAS. Karatasi hii inazingatia picha za msingi wa silicon. KatikaPicha za Silicon, ishara nyepesi husafiri sana katika silicon, ambayo ina pengo la bendi isiyo ya moja kwa moja ya volts 1.12 za elektroni (na wimbi la microns 1.1). Silicon hupandwa katika mfumo wa fuwele safi katika vifaa na kisha hukatwa ndani ya mikate, ambayo leo kawaida ni 300 mm kwa kipenyo. Uso wa viboreshaji hutolewa oksidi kuunda safu ya silika. Moja ya mikate imejaa atomi za hidrojeni kwa kina fulani. Vipu viwili basi huingizwa kwenye utupu na tabaka zao za oksidi zinahusiana. Mkutano huvunja kando ya mstari wa kuingiza kwa hidrojeni. Safu ya silicon wakati wa ufa huchafuliwa, mwishowe ikiacha safu nyembamba ya fuwele Si juu ya silika ya "kushughulikia" juu ya safu ya silika. Waveguides huundwa kutoka kwa safu hii nyembamba ya fuwele. Wakati viboreshaji vya insulator ya msingi wa silicon (SOI) hufanya upotezaji wa chini wa picha za silicon iwezekanavyo, kwa kweli hutumiwa zaidi katika mizunguko ya chini ya nguvu ya CMOS kwa sababu ya uvujaji mdogo wa sasa wanatoa.

Kuna aina nyingi zinazowezekana za mawimbi ya macho ya msingi wa silicon, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Zinatokana na microscale germanium-doped silika wimbigides hadi nanoscale silicon Wire Waveguides. Kwa mchanganyiko wa germanium, inawezekana kutengenezaPhotodetectorsna kunyonya umemeModulators, na labda hata amplifiers za macho. Kwa doping silicon, anModeli ya machoinaweza kufanywa. Chini kutoka kushoto kwenda kulia ni: Silicon Wire Waveguide, Silicon nitride Waveguide, Silicon oxynitride Waveguide, Silicon Ridge Waveguide, Silicon Nitride Waveguide na Doped Silicon Waveguide. Hapo juu, kutoka kushoto kwenda kulia, ni modulators za kupungua, picha za germanium, na germaniumamplifiers za macho.

Kielelezo cha 2: Sehemu ya msalaba ya safu ya macho ya msingi wa silicon, inayoonyesha upotezaji wa kawaida wa uenezi na fahirisi za kuakisi.