Salah satu sifat terpenting dari modulator optik adalah kecepatan modulasi atau bandwidthnya, yang setidaknya harus secepat elektronik yang tersedia.Transistor yang memiliki frekuensi transit jauh di atas 100 GHz telah didemonstrasikan dalam teknologi silikon 90 nm, dan kecepatannya akan semakin meningkat seiring dengan berkurangnya ukuran fitur minimum [1].Namun, bandwidth modulator berbasis silikon saat ini terbatas.Silikon tidak memiliki nonlinier χ(2) karena struktur kristal sentrosimetrisnya.Penggunaan silikon tegang telah memberikan hasil yang menarik [2], namun ketidaklinierannya belum memungkinkan perangkat praktis.Oleh karena itu, modulator fotonik silikon yang canggih masih mengandalkan dispersi pembawa bebas pada sambungan pn atau pin [3-5].Persimpangan bias maju telah terbukti menunjukkan produk panjang tegangan serendah VπL = 0,36 V mm, tetapi kecepatan modulasi dibatasi oleh dinamika pembawa minoritas.Namun, kecepatan data 10 Gbit/s telah dihasilkan dengan bantuan pra-penekanan sinyal listrik [4].Dengan menggunakan persimpangan bias balik, bandwidth telah ditingkatkan menjadi sekitar 30 GHz [5,6], namun hasil kali panjang tegangan meningkat menjadi VπL = 40 V mm.Sayangnya, modulator fase efek plasma menghasilkan modulasi intensitas yang tidak diinginkan juga [7], dan mereka merespons secara nonlinier terhadap tegangan yang diberikan.Format modulasi tingkat lanjut seperti QAM memerlukan respons linier dan modulasi fase murni, sehingga eksploitasi efek elektro-optik (efek Pockels [8]) 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).Ini terdiri dari slot pandu gelombang yang memandu bidang optik, dan dua strip silikon yang secara elektrik menghubungkan pandu gelombang optik ke elektroda logam.Elektroda terletak di luar bidang modal optik untuk menghindari kehilangan optik [13], Gambar 1(b).Perangkat ini dilapisi dengan bahan organik elektro-optik yang mengisi slot secara merata.Tegangan modulasi dibawa oleh pandu gelombang listrik metalik dan turun melintasi slot berkat strip silikon konduktif.Medan listrik yang dihasilkan kemudian mengubah indeks bias pada celah melalui efek elektro-optik ultra-cepat.Karena slot tersebut memiliki lebar sekitar 100 nm, beberapa volt sudah cukup untuk menghasilkan medan modulasi yang sangat kuat yang berada pada urutan besarnya kekuatan dielektrik sebagian besar material.Struktur ini memiliki efisiensi modulasi yang tinggi karena bidang modulasi dan optik terkonsentrasi di dalam slot, Gambar 1(b) [14].Memang, implementasi pertama modulator SOH dengan operasi sub-volt [11] telah ditunjukkan, dan modulasi sinusoidal hingga 40 GHz telah ditunjukkan [15,16].Namun, tantangan dalam membangun modulator SOH berkecepatan tinggi bertegangan rendah adalah membuat strip penghubung yang sangat konduktif.Dalam rangkaian ekivalen, slot dapat diwakili oleh kapasitor C dan strip konduktif oleh resistor R, Gambar 1(b).Konstanta waktu RC yang sesuai menentukan bandwidth perangkat [10,14,17,18].Untuk menurunkan resistansi R, disarankan untuk menggunakan strip silikon [10,14].Sementara doping meningkatkan konduktivitas strip silikon (dan karenanya meningkatkan kerugian optik), kita harus membayar denda kerugian tambahan karena mobilitas elektron terganggu oleh hamburan pengotor [10,14,19].Selain itu, upaya fabrikasi terbaru menunjukkan konduktivitas yang sangat rendah.
Beijing Rofea Optoelektronik Co, Ltd yang berlokasi di “Silicon Valley” Tiongkok – Beijing Zhongguancun, adalah perusahaan teknologi tinggi yang didedikasikan untuk melayani lembaga penelitian, lembaga penelitian, universitas, dan personel penelitian ilmiah dalam dan luar negeri.Perusahaan kami terutama bergerak dalam penelitian dan pengembangan independen, desain, manufaktur, penjualan produk optoelektronik, dan menyediakan solusi inovatif dan layanan profesional dan personal untuk peneliti ilmiah dan insinyur industri.Setelah bertahun-tahun melakukan inovasi independen, ia telah membentuk serangkaian produk fotolistrik yang kaya dan sempurna, yang banyak digunakan di industri kota, militer, transportasi, tenaga listrik, keuangan, pendidikan, medis, dan lainnya.
Kami menantikan kerja sama dengan Anda!
Waktu posting: 29 Maret 2023