Sistem Bahan Sirkuit Terpadu (PIC) Fotonik
Silicon Photonics adalah disiplin yang menggunakan struktur planar berdasarkan bahan silikon untuk mengarahkan cahaya untuk mencapai berbagai fungsi. Kami fokus di sini pada penerapan fotonik silikon dalam membuat pemancar dan penerima untuk komunikasi serat optik. Karena kebutuhan untuk menambahkan lebih banyak transmisi pada bandwidth yang diberikan, jejak kaki yang diberikan, dan kenaikan biaya yang diberikan, fotonik silikon menjadi lebih sehat secara ekonomi. Untuk bagian optik,Teknologi Integrasi FotonikHarus digunakan, dan sebagian besar transceiver yang koheren saat ini dibangun menggunakan modulator Linbo3/ Planar Light-Wave Circuit (PLC) terpisah dan penerima INP/ PLC.
Gambar 1: Menunjukkan sistem material sirkuit terintegrasi (PIC) fotonik yang umum digunakan.
Gambar 1 menunjukkan sistem bahan PIC yang paling populer. Dari kiri ke kanan adalah silica pic berbasis silikon (juga dikenal sebagai PLC), pic isolator berbasis silikon (silikon fotonik), lithium niobate (linbo3), dan pic grup III-V, seperti INP dan GaAs. Makalah ini berfokus pada fotonik berbasis silikon. Di dalamSilikon Photonics, sinyal cahaya terutama bergerak dalam silikon, yang memiliki celah pita tidak langsung 1,12 elektron volt (dengan panjang gelombang 1,1 mikron). Silikon ditanam dalam bentuk kristal murni dalam tungku dan kemudian dipotong menjadi wafer, yang saat ini berdiameter 300 mm. Permukaan wafer dioksidasi untuk membentuk lapisan silika. Salah satu wafer dibombardir dengan atom hidrogen hingga kedalaman tertentu. Kedua wafer kemudian menyatu dalam ruang hampa dan lapisan oksida mereka satu sama lain. Majelis pecah di sepanjang garis implantasi ion hidrogen. Lapisan silikon di retakan kemudian dipoles, akhirnya meninggalkan lapisan tipis SI kristal di atas wafer "pegangan" silikon yang utuh di atas lapisan silika. Pandu gelombang terbentuk dari lapisan kristal tipis ini. Sementara wafer isulator berbasis silikon (SOI) ini membuat pandu gelombang fotonik silikon rendah, mereka sebenarnya lebih umum digunakan dalam sirkuit CMOS berdaya rendah karena arus kebocoran yang rendah yang mereka sediakan.
Ada banyak kemungkinan bentuk pandu gelombang optik berbasis silikon, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Mereka berkisar dari pandu gelombang silika yang didoping germanium mikro hingga pandu gelombang kawat silikon skala nano. Dengan memadukan germanium, dimungkinkan untuk membuatnyafotodetektordan penyerapan listrikModulator, dan bahkan mungkin amplifier optik. Dengan doping silikon, anmodulator optikbisa dibuat. Bagian bawah dari kiri ke kanan adalah: pandu gelombang kawat silikon, pandu gelombang silikon nitrid, pandu gelombang silikon oxynitride, pandu punggung silikon tebal, pandu gelombang nitrida silikon tipis dan pandu gelombang silikon yang didoping. Di bagian atas, dari kiri ke kanan, adalah modulator penipisan, fotodeteksi germanium, dan germaniumamplifier optik.
Gambar 2: Penampang seri pandu gelombang optik berbasis silikon, menunjukkan kehilangan perambatan yang khas dan indeks bias.
Waktu posting: Jul-15-2024