Zirkuitu fotoniko integratu (PIC) material sistema
Siliziozko fotonika siliziozko materialetan oinarritutako egitura planarrak erabiltzen dituen diziplina bat da, argia zuzentzeko eta hainbat funtzio lortzeko. Hemen siliziozko fotonikaren aplikazioan zentratzen gara zuntz optikoko komunikazioetarako igorleak eta hargailuak sortzeko. Banda-zabalera jakin batean, aztarna jakin batean eta kostu jakin batean transmisio gehiago gehitzeko beharra handitzen den heinean, siliziozko fotonika ekonomikoki sendoagoa bihurtzen da. Zati optikoari dagokionez,integrazio fotonikoko teknologiaerabili behar da, eta gaur egungo transzeptore koherente gehienak LiNbO3/planar argi-uhin zirkuitu (PLC) modulatzaile eta InP/PLC hargailu bereiziak erabiliz eraikitzen dira.
1. irudia: Ohiko zirkuitu integratu fotonikoen (PIC) material sistemak erakusten ditu.
1. irudiak PIC material sistema ezagunenak erakusten ditu. Ezkerretik eskuinera daude siliziozko silize PIC (PLC izenez ere ezaguna), siliziozko isolatzaile PIC (silizio fotonika), litio niobatoa (LiNbO3) eta III-V taldeko PIC, hala nola InP eta GaAs. Artikulu honek siliziozko fotonikan jartzen du arreta.siliziozko fotonika, argi-seinalea batez ere silizioan bidaiatzen du, eta honek 1,12 elektroi-volteko zeharkako banda-tartea du (1,1 mikrako uhin-luzerarekin). Silizioa kristal puruen moduan hazten da labeetan eta gero obleetan mozten da, gaur egun normalean 300 mm-ko diametroa dutenak. Oblearen gainazala oxidatzen da silize geruza bat osatzeko. Obleetako bat hidrogeno atomoekin bonbardatzen da sakonera jakin bateraino. Bi obleak hutsean fusionatzen dira eta haien oxido geruzak elkarri lotzen zaizkio. Muntaketa hidrogeno ioien inplantazio-lerroan zehar hausten da. Arraildurako silizio geruza leuntzen da, azkenean Si kristalino geruza mehe bat utziz silize geruzaren gainean dagoen siliziozko "helduleku" oblea osorik dagoenaren gainean. Uhin-gidak kristalino geruza mehe honetatik eratzen dira. Siliziozko isolatzaile (SOI) oblea hauek siliziozko fotonikako uhin-gida galera txikikoak ahalbidetzen dituzten arren, egia esan, potentzia txikiko CMOS zirkuituetan erabiltzen dira ohikoago, ematen duten ihes-korronte txikia dela eta.
Silizioan oinarritutako uhin-gida optikoen forma asko daude, 2. irudian erakusten den bezala. Mikroeskalako germanioz dopatutako silize uhin-gidatik hasi eta nanoeskalako siliziozko hari uhin-gidaraino doaz. Germanioa nahastuz, posible da...fotodetektagailuaketa xurgapen elektrikoamodulatzaileak, eta agian anplifikadore optikoak ere bai. Silizioa dopatuz,modulatzaile optikoaegin daitezke. Beheko aldean, ezkerretik eskuinera, hauek daude: siliziozko harizko uhin-gida, silizio nitrurozko uhin-gida, silizio oxinitrurozko uhin-gida, siliziozko gandor lodiko uhin-gida, silizio nitrurozko uhin-gida mehea eta silizio dopatuaren uhin-gida. Goian, ezkerretik eskuinera, agortze-modulatzaileak, germaniozko fotodetektagailuak eta germaniozkoanplifikadore optikoak.
2. irudia: Siliziozko gida optikoen serie baten zeharkako sekzioa, hedapen-galera tipikoak eta errefrakzio-indizeak erakusten dituena.
Argitaratze data: 2024ko uztailak 15