Optik modulyatorun ən vacib xüsusiyyətlərindən biri onun modulyasiya sürətidir və ya bant genişliyi mövcud elektronika qədər sürətli olmalıdır. 100 GHz-dən çox tranzit tezliklərinə malik tranzistorlar artıq 90 nm silikon texnologiyasında nümayiş etdirilib və minimum xüsusiyyət ölçüsü azaldıqca sürət daha da artacaq [1]. Lakin, müasir silikon əsaslı modulyatorların bant genişliyi məhduddur. Silikon, mərkəz-simmetrik kristal quruluşuna görə χ(2)-xətti olmayan bir xüsusiyyətə malikdir. Gərginləşdirilmiş silikonun istifadəsi artıq maraqlı nəticələrə gətirib çıxarıb [2], lakin qeyri-xəttiliklər hələ də praktik cihazlar üçün imkan vermir. Buna görə də ən müasir silikon fotonik modulyatorları hələ də pn və ya pin qovşaqlarında sərbəst daşıyıcı dispersiyasına əsaslanır [3-5]. İrəli qərəzli qovşaqların VπL = 0.36 V mm kimi aşağı gərginlik uzunluğu məhsulu nümayiş etdirdiyi göstərilib, lakin modulyasiya sürəti azlıq daşıyıcılarının dinamikası ilə məhdudlaşır. Buna baxmayaraq, elektrik siqnalının əvvəlcədən vurğulanmasının köməyi ilə 10 Gbit/s məlumat sürəti yaradılıb [4]. Bunun əvəzinə tərs qərəzli qovşaqlardan istifadə edərək, bant genişliyi təxminən 30 GHz-ə qədər artırılıb [5,6], lakin gərginlik uzunluğu məhsulu VπL = 40 V mm-ə yüksəlib. Təəssüf ki, bu cür plazma effekti faz modulyatorları da arzuolunmaz intensivlik modulyasiyası yaradır [7] və tətbiq olunan gərginliyə qeyri-xətti reaksiya verirlər. Lakin QAM kimi inkişaf etmiş modulyasiya formatları xətti cavab və təmiz faz modulyasiyası tələb edir ki, bu da elektro-optik effektin (Pockels effekti [8]) istismarını xüsusilə arzuolunan edir.
2. SOH yanaşması
Bu yaxınlarda silisium-üzvi hibrid (SOH) yanaşması təklif edilmişdir [9–12]. SOH modulyatoruna nümunə Şəkil 1(a)-da göstərilmişdir. O, optik sahəni istiqamətləndirən yuva dalğaötürəndən və optik dalğaötürəni metal elektrodlara elektriklə birləşdirən iki silisium zolaqdan ibarətdir. Elektrodlar optik itkilərin qarşısını almaq üçün optik modal sahənin xaricində yerləşir [13], Şəkil 1(b). Cihaz yuvanı bərabər şəkildə dolduran elektro-optik üzvi materialla örtülmüşdür. Modulyasiya gərginliyi metal elektrik dalğaötürəni tərəfindən daşınır və keçirici silisium zolaqları sayəsində yuvadan düşür. Yaranan elektrik sahəsi daha sonra ultra sürətli elektro-optik effekt vasitəsilə yuvadakı sınma indeksini dəyişdirir. Yuvanın eni 100 nm ətrafında olduğundan, bir neçə volt əksər materialların dielektrik möhkəmliyinin böyüklüyündə olan çox güclü modulyasiya sahələri yaratmaq üçün kifayətdir. Həm modulyasiya edən, həm də optik sahələr yuvanın içərisində cəmləşdiyindən struktur yüksək modulyasiya səmərəliliyinə malikdir (Şəkil 1(b) [14]. Həqiqətən də, subvolt işləmə qabiliyyətinə malik SOH modulyatorlarının ilk tətbiqləri artıq nümayiş etdirilib [11] və 40 GHz-ə qədər sinusoidal modulyasiya nümayiş etdirilib [15,16]. Lakin, aşağı gərginlikli yüksək sürətli SOH modulyatorlarının qurulmasında çətinlik yüksək keçiricilikli birləşdirici zolaq yaratmaqdır. Ekvivalent dövrədə yuva kondensator C, keçirici zolaqlar isə rezistorlar R ilə təmsil oluna bilər, Şəkil 1(b). Müvafiq RC zaman sabiti cihazın bant genişliyini müəyyən edir [10,14,17,18]. Müqavimət R-ni azaltmaq üçün silikon zolaqlarına aşqar tətbiq etmək təklif edilmişdir [10,14]. Aşqarlama silikon zolaqlarının keçiriciliyini artırsa da (və buna görə də optik itkiləri artırsa), əlavə itki cəzası ödənilir, çünki elektron hərəkətliliyi aşqarların səpələnməsi ilə pozulur [10,14,19]. Bundan əlavə, ən son istehsal cəhdləri gözlənilmədən aşağı keçiricilik göstərdi.
Çinin "Silikon Vadisi"ndə - Pekin Zhongguancun-da yerləşən Beijing Rofea Optoelektronika Şirkəti, yerli və xarici tədqiqat müəssisələrinə, tədqiqat institutlarına, universitetlərə və müəssisə elmi tədqiqat işçilərinə xidmət göstərməyə həsr olunmuş yüksək texnologiyalı bir müəssisədir. Şirkətimiz əsasən optoelektronik məhsulların müstəqil tədqiqat və inkişaf etdirilməsi, dizaynı, istehsalı, satışı ilə məşğul olur və elmi tədqiqatçılar və sənaye mühəndisləri üçün innovativ həllər və peşəkar, fərdiləşdirilmiş xidmətlər təqdim edir. İllərdir müstəqil innovasiyalardan sonra bələdiyyə, hərbi, nəqliyyat, elektrik enerjisi, maliyyə, təhsil, tibb və digər sahələrdə geniş istifadə olunan zəngin və mükəmməl fotoelektrik məhsullar seriyası yaratmışdır.
Sizinlə əməkdaşlığı səbirsizliklə gözləyirik!
Yazı vaxtı: 29 Mart 2023