Mfumo wa nyenzo wa saketi jumuishi ya fotoniki (PIC)

Mfumo wa nyenzo wa saketi jumuishi ya fotoniki (PIC)

Fonetiki za silicon ni taaluma inayotumia miundo ya sayari kulingana na nyenzo za silicon kuelekeza mwanga ili kufikia kazi mbalimbali. Tunazingatia hapa matumizi ya fonetiki za silicon katika kuunda vipitishi na vipokezi vya mawasiliano ya nyuzinyuzi. Kadri hitaji la kuongeza upitishaji zaidi katika kipimo data fulani, alama fulani, na gharama fulani inavyoongezeka, fonetiki za silicon inakuwa nzuri zaidi kiuchumi. Kwa upande wa macho,teknolojia ya ujumuishaji wa fotonikilazima zitumike, na vipitishi vingi thabiti leo vimejengwa kwa kutumia vidhibiti tofauti vya mzunguko wa wimbi la mwanga wa LiNbO3/planar (PLC) na vipokezi vya InP/PLC.

Mchoro 1: Inaonyesha mifumo ya nyenzo za saketi jumuishi ya fotoniki (PIC) inayotumika sana.

Mchoro 1 unaonyesha mifumo maarufu zaidi ya nyenzo za PIC. Kutoka kushoto kwenda kulia ni silika PIC (pia inajulikana kama PLC), kihamishio cha msingi wa silicon PIC (fotoniki za silicon), lithiamu niobate (LiNbO3), na PIC ya kundi la III-V, kama vile InP na GaAs. Karatasi hii inazingatia fotoniki za msingi wa silicon. Katikafotoniki za silikoni, ishara ya mwanga husafiri hasa katika silikoni, ambayo ina pengo la bendi isiyo ya moja kwa moja ya volti 1.12 za elektroni (yenye urefu wa wimbi wa mikroni 1.1). Silikoni hukuzwa katika umbo la fuwele safi katika tanuru na kisha kukatwa vipande vya wafer, ambavyo leo kwa kawaida huwa na kipenyo cha milimita 300. Uso wa wafer huoksidishwa ili kuunda safu ya silika. Mojawapo ya wafer hupigwa na atomi za hidrojeni kwa kina fulani. Wafer hizo mbili huunganishwa kwenye utupu na tabaka zao za oksidi hushikamana. Mkusanyiko huvunjika kando ya mstari wa upandikizaji wa ioni za hidrojeni. Safu ya silikoni kwenye ufa kisha hung'arishwa, hatimaye ikiacha safu nyembamba ya fuwele ya Si juu ya wafer ya "kipini" ya silikoni iliyobaki juu ya safu ya silika. Wafer huundwa kutoka kwa safu hii nyembamba ya fuwele. Ingawa wafer hizi za insulator zinazotegemea silikoni (SOI) hufanya iwezekane kuwa wafer za fotoniki za silikoni zenye hasara ndogo, kwa kweli hutumika zaidi katika saketi za CMOS zenye nguvu ndogo kwa sababu ya mkondo mdogo wa uvujaji zinazotoa.

Kuna aina nyingi zinazowezekana za miongozo ya mawimbi ya macho inayotegemea silikoni, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2. Huanzia miongozo ya mawimbi ya silika yenye kipimo cha germanium yenye kipimo cha microscale hadi miongozo ya mawimbi ya Silicon Wire yenye kipimo cha nanoscale. Kwa kuchanganya germanium, inawezekana kutengenezavigunduzi vya pichana ufyonzaji wa umemevidhibiti, na pengine hata vikuza sauti vya macho. Kwa kutumia dawa za kulevya silikoni,modulator ya machoinaweza kutengenezwa. Sehemu ya chini kutoka kushoto kwenda kulia ni: mwongozo wa wimbi wa waya wa silicon, mwongozo wa wimbi wa nitridi ya silicon, mwongozo wa wimbi wa oksinitridi ya silicon, mwongozo wa wimbi wa ridge ya silicon nene, mwongozo wa wimbi wa nitridi ya silicon nyembamba na mwongozo wa wimbi wa silicon uliochanganywa. Juu, kutoka kushoto kwenda kulia, kuna vidhibiti vya kupungua, vigunduzi vya picha vya germanium, na germaniumvikuza sauti vya macho.

Mchoro 2: Sehemu mtambuka ya mfululizo wa mwongozo wa mawimbi ya macho unaotegemea silikoni, unaoonyesha hasara za kawaida za uenezaji na fahirisi za kuakisi.