คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของตัวปรับสัญญาณแบบออปติคัลคือความเร็วหรือแบนด์วิดท์ในการมอดูเลต ซึ่งควรจะเร็วอย่างน้อยเท่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ ทรานซิสเตอร์ที่มีความถี่ในการส่งผ่านที่สูงกว่า 100 GHz ได้รับการพิสูจน์แล้วในเทคโนโลยีซิลิกอน 90 นาโนเมตร และความเร็วจะเพิ่มขึ้นอีกเมื่อขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำลดลง [1] อย่างไรก็ตาม แบนด์วิดท์ของตัวปรับสัญญาณที่ใช้ซิลิกอนในปัจจุบันมีจำกัด ซิลิกอนไม่มีความไม่เป็นเชิงเส้น χ(2) เนื่องจากมีโครงสร้างผลึกแบบสมมาตรที่ศูนย์กลาง การใช้ซิลิกอนที่เครียดทำให้เกิดผลลัพธ์ที่น่าสนใจแล้ว [2] แต่ความไม่เป็นเชิงเส้นยังไม่เอื้อต่ออุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง ดังนั้น ตัวปรับสัญญาณโฟโตนิกซิลิกอนที่ทันสมัยจึงยังคงพึ่งพาการกระจายแบบฟรีแคริเออร์ในจุดเชื่อมต่อ pn หรือพิน [3–5] จุดเชื่อมต่อที่มีไบอัสไปข้างหน้าได้รับการพิสูจน์แล้วว่าแสดงผลิตภัณฑ์ความยาวแรงดันไฟฟ้าต่ำถึง VπL = 0.36 V mm แต่ความเร็วการมอดูเลตถูกจำกัดด้วยพลวัตของแคริเออร์ส่วนน้อย อย่างไรก็ตาม อัตราข้อมูล 10 Gbit/s ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือของการเน้นสัญญาณไฟฟ้าล่วงหน้า [4] เมื่อใช้จุดเชื่อมต่อแบบไบอัสย้อนกลับ แบนด์วิดท์จะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 30 GHz [5,6] แต่ผลิตภัณฑ์ความยาวแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น VπL = 40 V mm น่าเสียดายที่ตัวปรับเฟสเอฟเฟกต์พลาสมาเหล่านี้สร้างการปรับความเข้มที่ไม่ต้องการเช่นกัน [7] และตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้แบบไม่เชิงเส้น อย่างไรก็ตาม รูปแบบการปรับขั้นสูงเช่น QAM ต้องใช้การตอบสนองเชิงเส้นและการมอดูเลตเฟสบริสุทธิ์ ทำให้การใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์อิเล็กโทรออปติก (เอฟเฟกต์ Pockels [8]) เป็นสิ่งที่ต้องการอย่างยิ่ง
2. แนวทางการจัดการด้านสุขอนามัย
เมื่อไม่นานมานี้ ได้มีการเสนอแนวทางไฮบริดซิลิคอน-อินทรีย์ (SOH) [9–12] ตัวอย่างโมดูเลเตอร์ SOH แสดงอยู่ในรูปที่ 1(a) ประกอบด้วยท่อนำคลื่นช่องที่ทำหน้าที่นำทางสนามแสง และแถบซิลิคอนสองแถบที่เชื่อมต่อท่อนำคลื่นแสงกับอิเล็กโทรดโลหะด้วยไฟฟ้า อิเล็กโทรดตั้งอยู่ภายนอกสนามโหมดออปติกเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียแสง [13], รูปที่ 1(b) อุปกรณ์นี้เคลือบด้วยวัสดุอินทรีย์อิเล็กโทรออปติกที่เติมเต็มช่องอย่างสม่ำเสมอ แรงดันไฟฟ้าที่ปรับจะถูกนำโดยท่อนำคลื่นไฟฟ้าโลหะและลดลงทั่วช่องด้วยแถบซิลิคอนที่เป็นตัวนำ สนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงในช่องผ่านเอฟเฟกต์อิเล็กโทรออปติกที่รวดเร็วเป็นพิเศษ เนื่องจากช่องมีความกว้างประมาณ 100 นาโนเมตร โวลต์เพียงไม่กี่โวลต์ก็เพียงพอที่จะสร้างสนามปรับคลื่นที่มีพลังมาก ซึ่งอยู่ในระดับของความแข็งแรงของฉนวนไฟฟ้าของวัสดุส่วนใหญ่ โครงสร้างมีประสิทธิภาพการมอดูเลตสูงเนื่องจากทั้งมอดูเลตและสนามแสงจะรวมตัวอยู่ภายในช่อง รูปที่ 1(b) [14] อันที่จริง การใช้งานครั้งแรกของมอดูเลเตอร์ SOH ที่ทำงานด้วยแรงดันต่ำ [11] ได้รับการแสดงให้เห็นแล้ว และมอดูเลตแบบไซน์จนถึง 40 GHz ได้รับการสาธิตแล้ว [15,16] อย่างไรก็ตาม ความท้าทายในการสร้างมอดูเลเตอร์ SOH ความเร็วสูงแรงดันต่ำคือการสร้างแถบเชื่อมต่อที่มีสภาพเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าสูง ในวงจรเทียบเท่า ช่องสามารถแสดงด้วยตัวเก็บประจุ C และแถบตัวนำแสดงด้วยตัวต้านทาน R รูปที่ 1(b) ค่าคงที่เวลา RC ที่สอดคล้องกันจะกำหนดแบนด์วิดท์ของอุปกรณ์ [10,14,17,18] เพื่อลดความต้านทาน R ได้มีการเสนอให้ใส่โดปแถบซิลิกอน [10,14] ในขณะที่การเจือปนสารเพิ่มสภาพนำไฟฟ้าของแถบซิลิกอน (และส่งผลให้การสูญเสียทางแสงเพิ่มขึ้น) ก็ต้องเสียค่าปรับการสูญเสียเพิ่มเติมเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนลดลงเนื่องจากการกระจายของสิ่งเจือปน [10,14,19] นอกจากนี้ ความพยายามในการผลิตล่าสุดยังแสดงให้เห็นสภาพนำไฟฟ้าต่ำอย่างไม่คาดคิด
บริษัท Beijing Rofea Optoelectronics จำกัด ตั้งอยู่ใน "Silicon Valley" ของจีน - ปักกิ่งจงกวนชุน เป็นองค์กรด้านเทคโนโลยีขั้นสูงที่มุ่งมั่นในการให้บริการสถาบันวิจัยในประเทศและต่างประเทศ สถาบันวิจัย มหาวิทยาลัย และบุคลากรด้านการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขององค์กร บริษัทของเรามุ่งมั่นในการวิจัยและพัฒนา ออกแบบ ผลิต จำหน่ายผลิตภัณฑ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และมอบโซลูชันนวัตกรรมและบริการเฉพาะบุคคลระดับมืออาชีพสำหรับนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรอุตสาหกรรม หลังจากหลายปีของนวัตกรรมอิสระ บริษัทได้ก่อตั้งผลิตภัณฑ์โฟโตอิเล็กทริกที่หลากหลายและสมบูรณ์แบบ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในเทศบาล ทหาร การขนส่ง พลังงานไฟฟ้า การเงิน การศึกษา การแพทย์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ
เรารอคอยที่จะร่วมมือกับคุณ!
เวลาโพสต์ : 29 มี.ค. 2566