Salah satu sifat terpenting dari modulator optik adalah kecepatan modulasi atau lebar pita, yang setidaknya harus secepat elektronik yang tersedia. Transistor yang memiliki frekuensi transit jauh di atas 100 GHz telah ditunjukkan dalam teknologi silikon 90 nm, dan kecepatannya akan semakin meningkat seiring dengan berkurangnya ukuran fitur minimum [1]. Namun, lebar pita modulator berbasis silikon saat ini terbatas. Silikon tidak memiliki nonlinier χ(2) karena struktur kristalnya yang simetris-sentro. Penggunaan silikon tegang telah menghasilkan hasil yang menarik [2], tetapi nonlinieritasnya belum memungkinkan untuk perangkat yang praktis. Oleh karena itu, modulator fotonik silikon canggih masih mengandalkan dispersi pembawa bebas di sambungan pn atau pin [3–5]. Sambungan bias maju telah terbukti menunjukkan produk tegangan-panjang serendah VπL = 0,36 V mm, tetapi kecepatan modulasi dibatasi oleh dinamika pembawa minoritas. Namun, laju data 10 Gbit/s telah dihasilkan dengan bantuan pra-penekanan sinyal listrik [4]. Dengan menggunakan sambungan bias terbalik, lebar pita telah ditingkatkan menjadi sekitar 30 GHz [5,6], tetapi produk panjang tegangan meningkat menjadi VπL = 40 V mm. Sayangnya, modulator fase efek plasma tersebut juga menghasilkan modulasi intensitas yang tidak diinginkan [7], dan mereka merespons secara nonlinier terhadap tegangan yang diberikan. Namun, format modulasi tingkat lanjut seperti QAM memerlukan respons linier dan modulasi fase murni, sehingga pemanfaatan efek elektro-optik (efek Pockels [8]) menjadi sangat diinginkan.
2. Pendekatan SOH
Baru-baru ini, pendekatan hibrida silikon-organik (SOH) telah disarankan [9–12]. Contoh modulator SOH ditunjukkan pada Gambar 1(a). Modulator ini terdiri dari pemandu gelombang slot yang memandu medan optik, dan dua strip silikon yang secara elektrik menghubungkan pemandu gelombang optik ke elektroda logam. Elektroda ditempatkan di luar medan modal optik untuk menghindari rugi-rugi optik [13], Gambar 1(b). Perangkat ini dilapisi dengan material organik elektro-optik yang mengisi slot secara merata. Tegangan modulasi dibawa oleh pemandu gelombang listrik logam dan menurun melintasi slot berkat strip silikon konduktif. Medan listrik yang dihasilkan kemudian mengubah indeks bias dalam slot melalui efek elektro-optik ultra-cepat. Karena slot memiliki lebar sekitar 100 nm, beberapa volt cukup untuk menghasilkan medan modulasi yang sangat kuat yang berada dalam urutan besarnya kekuatan dielektrik sebagian besar material. Struktur ini memiliki efisiensi modulasi yang tinggi karena medan modulasi dan optik terkonsentrasi di dalam slot, Gambar 1(b) [14]. Bahkan, implementasi pertama modulator SOH dengan operasi sub-volt [11] telah ditunjukkan, dan modulasi sinusoidal hingga 40 GHz telah didemonstrasikan [15,16]. Namun, tantangan dalam membangun modulator SOH berkecepatan tinggi bertegangan rendah adalah membuat strip penghubung yang sangat konduktif. Dalam rangkaian ekivalen, slot dapat direpresentasikan oleh kapasitor C dan strip konduktif oleh resistor R, Gambar 1(b). Konstanta waktu RC yang sesuai menentukan lebar pita perangkat [10,14,17,18]. Untuk mengurangi resistansi R, telah disarankan untuk mendoping strip silikon [10,14]. Sementara doping meningkatkan konduktivitas strip silikon (dan karena itu meningkatkan kerugian optik), seseorang membayar penalti kerugian tambahan karena mobilitas elektron terganggu oleh hamburan pengotor [10,14,19]. Terlebih lagi, upaya pembuatan terkini menunjukkan konduktivitas yang sangat rendah.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., yang berlokasi di "Silicon Valley" Tiongkok – Beijing Zhongguancun, adalah perusahaan teknologi tinggi yang berdedikasi untuk melayani lembaga penelitian, universitas, dan tenaga peneliti ilmiah perusahaan dalam dan luar negeri. Perusahaan kami terutama bergerak dalam penelitian dan pengembangan independen, desain, manufaktur, dan penjualan produk optoelektronik, serta menyediakan solusi inovatif dan layanan profesional yang personal bagi para peneliti ilmiah dan insinyur industri. Setelah bertahun-tahun berinovasi secara independen, perusahaan ini telah membentuk serangkaian produk fotolistrik yang kaya dan sempurna, yang banyak digunakan di industri perkotaan, militer, transportasi, kelistrikan, keuangan, pendidikan, medis, dan lainnya.
Kami menantikan kerja sama dengan Anda!
Waktu posting: 29-Mar-2023