Μία από τις σημαντικότερες ιδιότητες ενός οπτικού διαμορφωτή είναι η ταχύτητα διαμόρφωσης ή το εύρος ζώνης, το οποίο θα πρέπει να είναι τουλάχιστον τόσο γρήγορα όσο τα διαθέσιμα ηλεκτρονικά. Τα τρανζίστορ που έχουν συχνότητες διαμετακόμισης πολύ πάνω από 100 GHz έχουν ήδη αποδειχθεί σε τεχνολογία πυριτίου 90 nm και η ταχύτητα θα αυξηθεί περαιτέρω καθώς μειώνεται το ελάχιστο μέγεθος χαρακτηριστικών [1]. Ωστόσο, το εύρος ζώνης των σημερινών διαμορφωτών με βάση το πυρίτιο είναι περιορισμένο. Το πυρίτιο δεν διαθέτει χ (2)-μη γραμμικότητα λόγω της κεντρο-συμμετρικής κρυσταλλικής δομής του. Η χρήση του τεταμένου πυριτίου έχει οδηγήσει ήδη σε ενδιαφέροντα αποτελέσματα [2], αλλά οι μη γραμμικότητες δεν επιτρέπουν ακόμη πρακτικές συσκευές. Οι διαμορφωτές φωτονικών πυριτικού πυριτίου Art-Silicon, επομένως εξακολουθούν να βασίζονται στη διασπορά του ελεύθερου μεταφορέα σε διασταυρώσεις PN ή PIN [3-5]. Οι εμπρόσθιες προκατειλημμένες διασταυρώσεις έχουν αποδειχθεί ότι παρουσιάζουν προϊόν μήκους τάσης τόσο χαμηλά όσο VπL = 0,36 V mm, αλλά η ταχύτητα διαμόρφωσης περιορίζεται από τη δυναμική των μειονοτικών φορέων. Ακόμα, έχουν δημιουργηθεί ποσοστά δεδομένων 10 Gbit/s με τη βοήθεια προ-έμφασης του ηλεκτρικού σήματος [4]. Χρησιμοποιώντας αντιστρόφως με προκατειλημμένες διασταυρώσεις, το εύρος ζώνης έχει αυξηθεί σε περίπου 30 GHz [5,6], αλλά το προϊόν Voltagelength αυξήθηκε σε VπL = 40 V mm. Δυστυχώς, τέτοιοι ρυθμιστές φάσης φάσης πλάσματος παράγουν επίσης ανεπιθύμητη διαμόρφωση έντασης επίσης [7] και ανταποκρίνονται μη γραμμικά στην εφαρμοζόμενη τάση. Ωστόσο, οι προχωρημένες μορφές διαμόρφωσης, όπως το QAM, απαιτούν μια γραμμική απόκριση και διαμόρφωση καθαρής φάσης, καθιστώντας την εκμετάλλευση του ηλεκτρο-οπτικού αποτελέσματος (Effect Pockels [8]) ιδιαίτερα επιθυμητό.
2.
Πρόσφατα, έχει προταθεί η προσέγγιση του πυριτίου-οργανικού υβριδικού (SOH) [9-12]. Ένα παράδειγμα διαμορφωτή SOH φαίνεται στο σχήμα 1 (α). Αποτελείται από έναν κυματοδηγό υποδοχής που καθοδηγεί το οπτικό πεδίο και δύο λωρίδες πυριτίου που συνδέουν ηλεκτρικά τον οπτικό κυματοδηγό με τα μεταλλικά ηλεκτρόδια. Τα ηλεκτρόδια βρίσκονται έξω από το πεδίο οπτικού τρόπου για να αποφευχθούν οι οπτικές απώλειες [13], Εικ. 1 (β). Η συσκευή είναι επικαλυμμένη με ηλεκτρο-οπτικό οργανικό υλικό το οποίο γεμίζει ομοιόμορφα την υποδοχή. Η τάση διαμόρφωσης μεταφέρεται από τον μεταλλικό ηλεκτρικό κυματοδηγό και πέφτει απέναντι από την υποδοχή χάρη στις αγώγιμες λωρίδες πυριτίου. Το προκύπτον ηλεκτρικό πεδίο αλλάζει στη συνέχεια τον δείκτη διάθλασης στην υποδοχή μέσω του εξαιρετικά γρήγορου ηλεκτρο-οπτικού αποτελέσματος. Δεδομένου ότι η υποδοχή έχει πλάτος με τη σειρά των 100 nm, μερικά βολτ είναι αρκετά για να δημιουργήσουν πολύ ισχυρά πεδία διαμόρφωσης που είναι της τάξης του μεγέθους της διηλεκτρικής αντοχής των περισσότερων υλικών. Η δομή έχει υψηλή απόδοση διαμόρφωσης, καθώς τόσο τα διαμορφωμένα όσο και τα οπτικά πεδία συγκεντρώνονται μέσα στην υποδοχή, σχήμα 1 (b) [14]. Πράγματι, έχουν ήδη αποδειχθεί οι πρώτες εφαρμογές των διαμορφωτών SOH με λειτουργία υπο-βολτ [11] και αποδείχθηκε η ημιτονοειδή διαμόρφωση μέχρι 40 GHz [15,16]. Ωστόσο, η πρόκληση για την οικοδόμηση διαμορφωτών SOH χαμηλής τάσης χαμηλής τάσης είναι να δημιουργηθεί μια εξαιρετικά αγώγιμη ταινία σύνδεσης. Σε ένα ισοδύναμο κύκλωμα η υποδοχή μπορεί να αναπαρασταθεί από έναν πυκνωτή C και τις αγώγιμες λωρίδες από αντιστάσεις R, Εικόνα 1 (b). Η αντίστοιχη χρονική σταθερά RC καθορίζει το εύρος ζώνης της συσκευής [10,14,17,18]. Προκειμένου να μειωθεί η αντίσταση R, έχει προταθεί να ξεπεράσει τις λωρίδες πυριτίου [10,14]. Ενώ το ντόπινγκ αυξάνει την αγωγιμότητα των λωρίδων πυριτίου (και ως εκ τούτου αυξάνει τις οπτικές απώλειες), πληρώνει μια πρόσθετη ποινή απώλειας, επειδή η κινητικότητα των ηλεκτρονίων εξασθενεί από τη διασπορά της ακαθαρσίας [10,14,19]. Επιπλέον, οι πιο πρόσφατες προσπάθειες κατασκευής έδειξαν απροσδόκητα χαμηλή αγωγιμότητα.
Το Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. που βρίσκεται στο "Silicon Valley" της Κίνας-το Beijing Zhongguancun, είναι μια επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας αφιερωμένη στην εξυπηρέτηση εγχώριων και ξένων ερευνητικών ιδρυμάτων, ερευνητικών ιδρυμάτων, πανεπιστημίων και επιχειρησιακών ερευνητικών προσωπικού. Η εταιρεία μας ασχολείται κυρίως με την ανεξάρτητη έρευνα και ανάπτυξη, το σχεδιασμό, την κατασκευή, τις πωλήσεις οπτοηλεκτρονικών προϊόντων και παρέχει καινοτόμες λύσεις και επαγγελματικές, εξατομικευμένες υπηρεσίες για επιστημονικούς ερευνητές και βιομηχανικούς μηχανικούς. Μετά από χρόνια ανεξάρτητης καινοτομίας, έχει σχηματίσει μια πλούσια και τέλεια σειρά φωτοηλεκτρικών προϊόντων, τα οποία χρησιμοποιούνται ευρέως σε δημοτικές, στρατιωτικές, μεταφορές, ηλεκτρική ενέργεια, χρηματοδότηση, εκπαίδευση, ιατρικές και άλλες βιομηχανίες.
Ανυπομονούμε να συνεργαστούμε μαζί σας!
Χρόνος δημοσίευσης: Μαρ-29-2023