Fotonik inteqral sxem material sistemlərinin müqayisəsi

Fotonik inteqral sxem material sistemlərinin müqayisəsi
Şəkil 1 iki material sisteminin, indium Fosfor (InP) və silisiumun (Si) müqayisəsini göstərir. İndiumun nadirliyi InP-ni Si-dən daha bahalı material edir. Silikon əsaslı sxemlər daha az epitaksial artım ehtiva etdiyinə görə, silikon əsaslı sxemlərin məhsuldarlığı adətən InP dövrələrindən daha yüksəkdir. Silikon əsaslı sxemlərdə, adətən yalnız istifadə olunan germanium (Ge).Fotodetektor(işıq detektorları), epitaksial böyümə tələb edir, InP sistemlərində isə hətta passiv dalğa ötürücüləri epitaksial böyümə ilə hazırlanmalıdır. Epitaksial böyümə, kristal külçə kimi tək kristal artımından daha yüksək qüsur sıxlığına malikdir. InP dalğa qurğuları yalnız eninə halda yüksək sınma indeksi kontrastına malikdir, silikon əsaslı dalğa bələdçiləri isə həm eninə, həm də uzununa yüksək sındırma indeksi kontrastına malikdir, bu da silikon əsaslı cihazlara daha kiçik əyilmə radiuslarına və digər daha yığcam strukturlara nail olmağa imkan verir. InGaAsP birbaşa bant boşluğuna malikdir, Si və Ge isə yoxdur. Nəticədə, InP material sistemləri lazer səmərəliliyi baxımından üstündür. InP sistemlərinin daxili oksidləri Si, silikon dioksidin (SiO2) daxili oksidləri qədər sabit və möhkəm deyildir. Silikon InP-dən daha güclü materialdır, daha böyük vafli ölçülərdən istifadə etməyə imkan verir, yəni InP-də 75 mm ilə müqayisədə 300 mm-dən (tezliklə 450 mm-ə qədər təkmilləşdiriləcək). InPmodulyatorlaradətən temperaturun yaratdığı zolaq kənarının hərəkətinə görə temperatura həssas olan kvantla məhdudlaşan Stark effektindən asılıdır. Bunun əksinə olaraq, silikon əsaslı modulyatorların temperaturdan asılılığı çox kiçikdir.

Silikon fotonik texnologiyası ümumiyyətlə yalnız aşağı qiymətli, qısamüddətli, yüksək həcmli məhsullar (ildə 1 milyon ədəddən çox) üçün uyğun hesab olunur. Bunun səbəbi, maska ​​və inkişaf xərclərini yaymaq üçün böyük miqdarda vafli tutumunun tələb olunduğu geniş şəkildə qəbul edilir vəsilikon fotonik texnologiyasışəhərdən şəhərə regional və uzun məsafəli məhsul tətbiqlərində əhəmiyyətli performans çatışmazlıqları var. Reallıqda isə bunun əksi doğrudur. Aşağı qiymətli, qısa məsafəli, yüksək məhsuldar tətbiqlərdə, şaquli boşluq səthi emissiya edən lazer (VCSEL) vəbirbaşa modullaşdırılmış lazer (DML lazer) : birbaşa modullaşdırılmış lazer böyük rəqabət təzyiqi yaradır və lazerləri asanlıqla inteqrasiya edə bilməyən silikon əsaslı fotonik texnologiyanın zəifliyi əhəmiyyətli bir dezavantaja çevrildi. Əksinə, metroda, uzun məsafəli tətbiqlərdə, silikon fotonik texnologiyası və rəqəmsal siqnal emalının (DSP) birlikdə inteqrasiyasına üstünlük verildiyi üçün (çox vaxt yüksək temperatur mühitlərində olur) lazeri ayırmaq daha sərfəlidir. Bundan əlavə, koherent aşkarlama texnologiyası, qaranlıq cərəyanın yerli osilator foto cərəyanından çox kiçik olması problemi kimi silisium fotonikası texnologiyasının çatışmazlıqlarını böyük ölçüdə kompensasiya edə bilər. Eyni zamanda, maska ​​və inkişaf xərclərini ödəmək üçün böyük miqdarda vafli tutumunun lazım olduğunu düşünmək də yanlışdır, çünki silikon fotonik texnologiyası ən qabaqcıl tamamlayıcı metal oksid yarımkeçiricilərindən (CMOS) daha böyük olan düyün ölçülərindən istifadə edir. buna görə də tələb olunan maskalar və istehsal seriyaları nisbətən ucuzdur.