Silicon photonics elemene galue

Silicon photonics elemene galue

Photonics active parts e fa'asino tonu i feso'ota'iga malosi ma le loto i ai i le va o le malamalama ma mea. O se vaega galue masani o photonics o se modulator opitika. O mea uma o lo'o iai nei fa'avae silikonimodulators opitikae fa'avae ile plasma free carrier effect. Suia le numera o electrons saoloto ma pu i totonu o se mea silicon e ala i le doping, eletise poʻo auala faʻapipiʻi e mafai ona suia ai lona faʻailoga faʻalavelave faʻalavelave, o se faʻagasologa o loʻo faʻaalia i faʻatusatusaga (1,2) maua e ala i faʻamaumauga fetaui mai Soref ma Bennett i le galu o le 1550 nanometers. . Pe a faatusatusa i electrons, pu e mafua ai se vaega tele o le suiga o le faasino igoa faafoliga moni ma faalemafaufau, o lona uiga, e mafai ona latou maua se suiga vaega tele mo se suiga gau tuuina atu, o lea iMach-Zehnder modulatorsma modulators mama, e masani lava ona sili le faʻaogaina o pu e fai aivaega modulators.

O le eseesesilikoni (Si) modulatorituaiga o loʻo faʻaalia i le Ata 10A. I totonu o se fa'apipi'i fa'apipi'i, o lo'o tu'u le malamalama i totonu o le silicon intrinsic i totonu o se pine fa'alava tele, ma fa'apipi'i eletise ma pu. Ae ui i lea, o ia modulators e faʻagesegese, e masani lava i le bandwidth o le 500 MHz, ona o electrons saoloto ma pu e umi se taimi e toe tuʻufaʻatasia pe a uma le tui. O le mea lea, o lenei fausaga e masani ona faʻaaogaina e avea o se fesuiaiga opitika attenuator (VOA) nai lo se modulator. I totonu o le faʻaogaina o le faʻaogaina o le vaʻaia, o le vaega malamalama o loʻo i totonu o se vaapiapi pn junction, ma o le faʻaitiitia o le lautele o le pn junction e suia e se eletise eletise faʻaogaina. O lenei modulator e mafai ona galue i le saoasaoa e sili atu i le 50Gb / s, ae e maualuga lona faʻaogaina o mea e leiloa. Ole vpil masani ole 2 V-cm. O se u'amea oxide semiconductor (MOS) (moni semiconductor-oxide-semiconductor) modulator o lo'o i ai se mea manifinifi oxide i totonu o le pn junction. E fa'ataga ai le fa'aputuina o le va'a fa'apea fo'i le fa'aitiitiga o le va'ava'a, fa'ataga ai se VπL la'ititi pe a ma le 0.2 V-cm, ae e iai le fa'aletonu o le maualuga o le gau ma le maualuga o le gafatia i le umi o le iunite. E le gata i lea, o loʻo i ai SiGe eletise absorption modulators e faʻavae i luga ole SiGe (silicon Germanium alloy) faʻasologa o pito. E le gata i lea, o loʻo i ai graphene modulators e faʻalagolago i graphene e fesuiaʻi i le va o uʻamea faʻafefe ma insulators manino. O lo'o fa'aalia ai le 'ese'ese o fa'aoga o masini 'ese'ese e maua ai le fa'aogaina o fa'ailoga opitika maualuga-maualalo.

Ata 10: (A) Fa'ailoga fa'alava o fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'i fa'apipi'i fa'apipi'i ma le (B) ata fa'alava o fa'ata'ita'iga fa'ailoga mata.

O lo'o fa'aalia i le Ata 10B le tele o fa'amalama e fa'atatau i le silicon. O le mea e mitiia o le germanium (Ge). E mafai e Ge ona mitiia le malamalama i galu umi i lalo e tusa ma le 1.6 microns. O lo'o fa'aalia i le itu agavale le fa'amanu fa'atauga sili ona manuia i aso nei. O lo'o fa'atupuina i le P-type doped silicon lea e tupu a'e ai Ge. Ge ma Si e 4% lattice mismatch, ma ina ia faʻaitiitia le faʻalavelave, o se vaega manifinifi o SiGe e muamua tupu aʻe o se paʻu paʻu. N-type doping e faia i le pito i luga o le Ge layer. O se ata u'amea-semiconductor-metal (MSM) o lo'o fa'aalia i le ogatotonu, ma se APD (Avalanche Photodetector) o loʻo faʻaalia i le itu taumatau. O le itulagi avalanche i le APD o loʻo i Si, lea e maualalo le leo faʻatusatusa i le avalanche itulagi i le Vaega III-V elemene elemene.

I le taimi nei, e leai ni fofo o loʻo iai ni faʻamanuiaga manino i le tuʻufaʻatasia o mea faʻapitoa faʻatasi ma photonics silicon. O le Ata 11 o lo'o fa'aalia ai le tele o filifiliga e mafai ona fa'atulagaina e ala ile fa'apotopotoga. I le itu agavale agavale o lo'o tu'ufa'atasia monolithic lea e aofia ai le fa'aogaina o le germanium (Ge) ua fa'atupuina epitaxially e fai ma mea e maua ai mea mata, erbium-doped (Er) ta'iala tioata (e pei o le Al2O3, lea e mana'omia ai le pamu opitika), ma le gallium arsenide (GaAs). ) togitogi quantum. O le koluma e sosoo ai o le wafer to wafer assembly, e aofia ai le oxide ma le faʻaogaina o meaola i le vaega III-V vaega maua vaega. O le isi koluma o le chip-to-wafer assembly, lea e aofia ai le faʻapipiʻiina o le III-V vaega puʻupuʻu i totonu o le pu o le silicon wafer ona faʻaogaina lea o le fausaga o le taʻavale. O le lelei o lenei auala muamua e tolu koluma e mafai ona faʻataʻitaʻiina atoatoa le masini i totonu o le wafer aʻo leʻi tipiina. O le koluma pito i luga taumatau o le fa'apotopotoga chip-to-chip, e aofia ai le feso'ota'i sa'o o kiliva kiliva i vaega tupe meataalo III-V, fa'apea fo'i ma le fa'apipi'iina e ala i tioata ma mea fa'apipi'i. O le aga'i atu i talosaga fa'apisinisi o lo'o fa'agasolo mai le itu taumatau i le itu agavale o le siata aga'i atu i fofo fa'atasi ma tu'ufa'atasi.

Ata 11: Fa'afefea ona tu'ufa'atasia le mauaina o mata i totonu o ata fa'ata fa'atatau i le silikoni. A'o e fealua'i mai le agavale i le taumatau, e faasolosolo malie lava ona toe fo'i i tua le vaega fa'apipi'i gaosiga i le faiga.