Fotonik inteqral dövrə (PIC) material sistemi
Silikon fotonika, müxtəlif funksiyalara nail olmaq üçün işığı yönəltmək üçün silikon materiallara əsaslanan düz strukturlardan istifadə edən bir sahədir. Burada biz fiber optik rabitə üçün ötürücülər və qəbuledicilər yaratmaqda silikon fotonikasının tətbiqinə diqqət yetiririk. Müəyyən bir bant genişliyində, müəyyən bir izdə və müəyyən bir xərcdə daha çox ötürmə əlavə etmək ehtiyacı artdıqca, silikon fotonika daha iqtisadi cəhətdən səmərəli olur. Optik hissə üçün,fotonik inteqrasiya texnologiyasıistifadə edilməlidir və bu gün əksər koherent ötürücü-ötürücülər ayrı LiNbO3/planar işıq dalğası dövrəsi (PLC) modulyatorları və InP/PLC qəbulediciləri istifadə edilərək qurulur.
Şəkil 1: Tez-tez istifadə olunan fotonik inteqral sxem (PIC) material sistemlərini göstərir.
Şəkil 1 ən populyar PIC material sistemlərini göstərir. Soldan sağa silisium əsaslı silisium PIC (PLC kimi də tanınır), silisium əsaslı izolyator PIC (silikon fotonikası), litium niobatı (LiNbO3) və InP və GaAs kimi III-V qrup PIC-lər verilmişdir. Bu məqalə silisium əsaslı fotonikaya yönəlmişdir.silikon fotonika, işıq siqnalı əsasən 1,12 elektron volt (dalğa uzunluğu 1,1 mikron) dolayı zolaq boşluğuna malik silikonda yayılır. Silikon sobalarda təmiz kristallar şəklində yetişdirilir və sonra bu gün adətən 300 mm diametrli lövhələrə kəsilir. Lövhənin səthi silisium təbəqəsi əmələ gətirmək üçün oksidləşir. Lövhələrdən biri müəyyən bir dərinliyə qədər hidrogen atomları ilə bombardman edilir. Daha sonra iki lövhə vakuumda əridilir və onların oksid təbəqələri bir-birinə bağlanır. Yığım hidrogen ion implantasiya xətti boyunca qırılır. Çatdakı silikon təbəqəsi daha sonra cilalanır və nəticədə silisium təbəqəsinin üstündəki bütöv silikon "sap" lövhəsinin üzərində nazik kristal Si təbəqəsi qalır. Dalğa bələdçiləri bu nazik kristal təbəqədən əmələ gəlir. Bu silikon əsaslı izolyator (SOI) lövhələri aşağı itkili silikon fotonik dalğa bələdçilərini mümkün etsə də, təmin etdikləri aşağı sızma cərəyanına görə əslində aşağı güclü CMOS dövrələrində daha çox istifadə olunur.
Şəkil 2-də göstərildiyi kimi, silikon əsaslı optik dalğa bələdçilərinin bir çox mümkün forması mövcuddur. Onlar mikromiqyaslı germaniumla zənginləşdirilmiş silisium dalğa bələdçilərindən tutmuş nanosmiqyaslı Silikon Məftil dalğa bələdçilərinə qədər dəyişir. Germanium qarışdırmaqla, aşağıdakıları etmək mümkündürfotodetektorlarvə elektrik udmamodulyatorlarvə hətta optik gücləndiricilər də ola bilər. Silikonu qatqılaşdırmaqla, biroptik modulyatoredilə bilər. Soldan sağa aşağı hissələr: silikon məftil dalğaötürəni, silikon nitrid dalğaötürəni, silikon oksinitrid dalğaötürəni, qalın silikon silsiləsi dalğaötürəni, nazik silikon nitrid dalğaötürəni və aşqarlanmış silikon dalğaötürəni. Yuxarı hissədə, soldan sağa, tükənmə modulyatorları, germanium fotodetektorları və germanium var.optik gücləndiricilər.
Şəkil 2: Tipik yayılma itkilərini və refraktiv göstəriciləri göstərən silikon əsaslı optik dalğaötürücü seriyasının en kəsiyi.
Yazı vaxtı: 15 iyul 2024