سیلیکون فوتونیک فعال عنصر

سیلیکون فوتونیک فعال عنصر

د فوټونیک فعال اجزا په ځانګړې توګه د رڼا او مادې ترمنځ په ارادي ډول ډیزاین شوي متحرک تعاملاتو ته اشاره کوي. د فوټونیک یوه عادي فعاله برخه یو نظری ماډلر دی. ټول اوسني سیلیکون پر بنسټنظری ماډلیټرونهد پلازما وړیا کیریر اغیزې پراساس دي. په سیلیکون موادو کې د وړیا الکترونونو او سوراخونو شمیر بدلول د ډوپینګ ، بریښنایی یا نظری میتودونو له لارې کولی شي خپل پیچلي انعکاس شاخص بدل کړي ، هغه پروسه چې په مساواتو کې ښودل شوي (1,2) د سوریف او بینیټ څخه د 1550 نانومیټرو طول موج کې د فټ کولو ډاټا لخوا ترلاسه شوي. . د الکترونونو په پرتله، سوري د ریښتیني او خیالي انعکاس شاخص بدلونونو لوی تناسب لامل کیږي ، دا د دې لپاره چې دوی کولی شي د ورکړل شوي زیان بدلون لپاره لوی مرحله بدلون رامینځته کړي ، نو په دې توګهد مچ-زیندر ماډلراو د حلقوي انډول کونکي، دا معمولا غوره کیږي چې د جوړولو لپاره سوري وکارويد مرحلې ماډلونکي.

مختلفسیلیکون (Si) ماډلیټرډولونه په 10A شکل کې ښودل شوي. د کیریر انجیکشن ماډلیټر کې ، ر lightا د خورا پراخه پن جنکشن دننه داخلي سیلیکون کې موقعیت لري ، او الیکترونونه او سوري انجیکشن کیږي. په هرصورت، دا ډول ماډلونکي ورو دي، په ځانګړې توګه د 500 MHz بینډ ویت سره، ځکه چې وړیا الکترونونه او سوراخ د انجیکشن وروسته بیا یوځای کولو لپاره ډیر وخت نیسي. له همدې امله، دا جوړښت اکثرا د ماډلیټر په ځای د متغیر نظری attenuator (VOA) په توګه کارول کیږي. د کیریر ډیپلیشن ماډلیټر کې، د رڼا برخه په یو تنګ pn جنکشن کې موقعیت لري، او د pn جنکشن د کمولو چوکۍ د پلي شوي بریښنایی ساحې لخوا بدلیږي. دا ماډلیټر کولی شي د 50Gb/s څخه ډیر سرعت سره کار وکړي ، مګر د لوړ شالید داخلولو زیان لري. عام vpil 2 V-cm دی. د فلزي آکسایډ سیمیکمډکټر (MOS) (په حقیقت کې د سیمیکمډکټر-اکسایډ-سیمیکنډکټر) ماډلیټر په pn جنکشن کې د آکسایډ پتلی پرت لري. دا د ځینې کیریر جمع کولو او همدارنګه د کیریر تخریب ته اجازه ورکوي، د 0.2 V-cm په اړه کوچني VπL ته اجازه ورکوي، مګر د لوړ نظری ضایعاتو او د هر واحد اوږدوالی لوړ ظرفیت زیان لري. برسېره پردې، د SiGe برقی جذب ماډلټرونه شتون لري چې د SiGe (سیلیکون جرمنیوم مصر) د بانډ څنډه حرکت پر بنسټ والړ دي. برسېره پردې، د ګرافین ماډلرونه شتون لري چې په ګرافین باندې تکیه کوي ترڅو د جذب فلزاتو او شفاف انسولټرونو ترمنځ بدل شي. دا د مختلف میکانیزمونو غوښتنلیکونو تنوع ښیې ترڅو د لوړ سرعت ، ټیټ ضایع آپټیکل سیګنال انډول ترلاسه کولو لپاره.

شکل 10: (A) د مختلف سیلیکون پراساس آپټیکل ماډلیټر ډیزاینونو کراس سیکشن ډیاګرام او (B) د نظری کشف کونکي ډیزاین کراس برخې ډیاګرام.

په 10B شکل کې د سیلیکون پر بنسټ ډیری رڼا کشف کونکي ښودل شوي. جذبونکی مواد جرمینیم (Ge) دی. Ge د دې وړتیا لري چې د څپې په اوږدوالي کې شاوخوا 1.6 مایکرون ته رڼا جذب کړي. په ښي خوا کې ښودل شوي نن ورځ ترټولو سوداګریز بریالي پن جوړښت دی. دا د P-ډول ډوپډ سیلیکون څخه جوړ شوی چې په هغې کې Ge وده کوي. Ge او Si د 4% جالوالی بې توپیره لري، او د بې ځایه کیدو د کمولو لپاره، د SiGe یو پتلی طبقه لومړی د بفر پرت په توګه کرل کیږي. N-ډول ډوپینګ د Ge پرت په پورتنۍ برخه کې ترسره کیږي. د فلزي-سیمیکنډکټر-فلزي (MSM) فوتوډیډ په مینځ کې ښودل شوی، او یو APD (د واورې د تودوخې عکس اخیستونکی) په ښي خوا کې ښودل شوی. په APD کې د واورې توپان سیمه په Si کې موقعیت لري، کوم چې د ګروپ III-V عنصري موادو کې د واورې د سیمې په پرتله ټیټ شور ځانګړتیاوې لري.

په اوس وخت کې، د سیلیکون فوټونیکونو سره د نظری ګټې یوځای کولو کې د واضح ګټو سره هیڅ حل شتون نلري. 11 شکل ډیری ممکنه اختیارونه ښیې چې د غونډې کچې لخوا تنظیم شوي. په لیرې کیڼ اړخ کې مونولیتیک ادغامونه دي چې پکې د اپیټاکسیلي کرل شوي جرمینیم (Ge) کارول شامل دي د نظری لاسته راوړنې موادو په توګه ، د erbium-doped (Er) شیشې ویو ګایډونه (لکه Al2O3 چې نظری پمپ کولو ته اړتیا لري) ، او په اپیټیکسالي ډول وده شوي ګیلیم ارسنایډ (GaAs) ) کوانټم نقطې. راتلونکی کالم د ویفر څخه د ویفر اسمبلۍ دی چې د III-V ګروپ لاسته راوړنې سیمه کې اکسایډ او عضوي اړیکې پکې شامل دي. بل کالم د چپ څخه تر ویفر مجلس دی، کوم چې د III-V ګروپ چپ د سیلیکون ویفر په غار کې ځای پرځای کول او بیا د ویو ګایډ جوړښت ماشین کول شامل دي. د دې لومړۍ درې کالم چلند ګټه دا ده چې وسیله د پرې کولو دمخه د ویفر دننه په بشپړ ډول فعاله ازموینه کیدی شي. ښي اړخ ته تر ټولو کالم د چپ څخه چپ مجلس دی، پشمول د III-V ګروپ چپسونو ته د سیلیکون چپس مستقیم یوځای کول، په بیله بیا د لینز او ګریټینګ کپلرونو له لارې جوړه کول. د سوداګریزو غوښتنلیکونو په لور تمایل د چارټ له ښیې څخه کیڼ اړخ ته د لا مدغم او مدغم حلونو په لور حرکت کوي.

11 شکل: نظری لاسته راوړنه څنګه د سیلیکون پر بنسټ فوتونیکونو کې مدغم کیږي. لکه څنګه چې تاسو له کیڼ څخه ښي خوا ته حرکت کوئ، د تولید داخلولو نقطه په تدریجي ډول په پروسه کې بیرته حرکت کوي.