Zirkuitu integratu fotonikoa (PIC) material-sistema
Silizio fotonika silizio-materialetan oinarritutako egitura planoak erabiltzen dituen diziplina da, argia zuzentzeko, hainbat funtzio lortzeko. Hemen zentratzen gara silizio fotonikaren aplikazioan zuntz optikoko komunikazioetarako transmisore eta hargailuak sortzeko. Banda-zabalera jakin batean transmisio gehiago gehitu beharra, aztarna jakin bat eta kostu jakin bat handitu ahala, silizio fotonika ekonomikoki sendoagoa bihurtzen da. Atal optikorako,integrazio fotonikoaren teknologiaerabili behar da, eta gaur egungo transceptor koherente gehienak LiNbO3/ argi-uhin planar zirkuitu modulatzaile (PLC) eta InP/PLC hargailu bereiziak erabiliz eraikitzen dira.
1. irudia: erabili ohi diren zirkuitu integratu fotonikoak (PIC) material-sistemak erakusten ditu.
1. irudiak PIC material-sistema ezagunenak erakusten ditu. Ezkerretik eskuinera silizioan oinarritutako silizea PIC (PLC izenez ere ezaguna), silizioan oinarritutako isolatzailea PIC (silizio fotonika), litio niobatoa (LiNbO3) eta III-V taldeko PIC daude, hala nola InP eta GaAs. Artikulu honek silizioan oinarritutako fotonika du ardatz. Insilizio fotonika, argi-seinalea silizioan ibiltzen da batez ere, 1,12 elektroi-volteko zeharkako banda-hutsunea duena (1,1 mikrako uhin-luzera duena). Silizioa kristal puru moduan hazten da labeetan eta gero obleetan mozten da, gaur egun normalean 300 mm-ko diametroa dutenak. Obleen gainazala oxidatzen da silize geruza bat osatzeko. Obleetako bat hidrogeno atomoz bonbardatzen dute sakonera jakin batera. Ondoren, bi obleak hutsean fusionatzen dira eta haien oxido-geruzak elkarri lotzen zaizkio. Multzoa hidrogeno ioien inplantazio-lerroan zehar hausten da. Pitzaduran dagoen silizio-geruza leundu egiten da, azkenean Si kristalinozko geruza mehe bat utziz silizio-geruza oso-osorik dagoen silizio-geruza silizearen gainean. Uhin-gidak geruza kristalino mehe horretatik sortzen dira. Silizioan oinarritutako isolatzaile (SOI) oble hauek galera baxuko silizio fotonikako uhin-gidak posible egiten dituzten arren, benetan gehiago erabiltzen dira potentzia baxuko CMOS zirkuituetan, ematen duten ihes-korronte baxuagatik.
Silizioan oinarritutako uhin-gida optikoen forma posible asko daude, 2. Irudian ikusten den moduan. Germanioz dopatutako silizezko uhin-gida mikroeskaletatik hasi eta nano-eskalako Siliziozko hari-gidarietaraino daude. Germanioa nahastuz, egin daitekefotodetektagailuaketa xurgapen elektrikoamodulatzaileak, eta agian anplifikadore optikoak ere bai. Silizioa dopatuz, anmodulatzaile optikoaegin daiteke. Beheko aldea ezkerretik eskuinera honako hauek dira: silizio-hari-uhin-gida, silizio-nitruro-uhin-gida, silizio-oxinitruro-uhin-gida, siliziozko gailur lodia, silizio-nitruro-uhin-gida mehea eta dopatutako silizio-uhin-gida. Goialdean, ezkerretik eskuinera, agortze modulatzaileak, germanio fotodetektagailuak eta germanioa daude.anplifikadore optikoak.
2. Irudia: Silizioan oinarritutako uhin-gida optikoen serie baten ebakidura, hedapen-galerak eta errefrakzio-indize tipikoak erakutsiz.
Argitalpenaren ordua: 2024-07-15