หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของโมดูเลเตอร์แบบออปติคอลคือความเร็วหรือแบนด์วิธของมอดูเลชั่น ซึ่งอย่างน้อยควรจะเร็วเท่ากับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ทรานซิสเตอร์ที่มีความถี่ทรานซิทสูงกว่า 100 GHz ได้รับการสาธิตแล้วในเทคโนโลยีซิลิคอน 90 นาโนเมตร และความเร็วจะเพิ่มขึ้นอีกเมื่อขนาดคุณสมบัติขั้นต่ำลดลง [1]อย่างไรก็ตาม แบนด์วิธของโมดูเลเตอร์ที่ใช้ซิลิคอนในปัจจุบันนั้นมีจำกัดซิลิคอนไม่มีความไม่เชิงเส้น χ(2) เนื่องจากมีโครงสร้างผลึกแบบสมมาตรศูนย์กลางการใช้ซิลิคอนที่ทำให้เครียดได้นำไปสู่ผลลัพธ์ที่น่าสนใจแล้ว [2] แต่ความไม่เชิงเส้นยังไม่อนุญาตให้มีอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริงโมดูเลเตอร์ซิลิคอนโฟโตนิกที่ล้ำสมัยจึงยังคงพึ่งพาการกระจายตัวของผู้ให้บริการอิสระในจุดเชื่อมต่อ pn หรือพิน [3-5]ทางแยกเอนเอียงไปข้างหน้าแสดงให้เห็นว่าแสดงผลิตภัณฑ์ที่มีความยาวแรงดันไฟฟ้าต่ำเท่ากับ VπL = 0.36 V มม. แต่ความเร็วในการมอดูเลตถูกจำกัดโดยไดนามิกของพาหะส่วนน้อยถึงกระนั้น อัตราข้อมูล 10 Gbit/s ก็ถูกสร้างขึ้นด้วยความช่วยเหลือจากการเน้นสัญญาณไฟฟ้าล่วงหน้า [4]เมื่อใช้จุดเชื่อมต่อเอนเอียงแบบย้อนกลับแทน แบนด์วิธจะเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 30 GHz [5,6] แต่ผลคูณของแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น VπL = 40 V mmน่าเสียดายที่โมดูเลเตอร์เฟสเอฟเฟกต์พลาสมานั้นสร้างการมอดูเลตความเข้มที่ไม่ต้องการเช่นกัน [7] และพวกมันตอบสนองต่อแรงดันไฟฟ้าที่ใช้แบบไม่เป็นเชิงเส้นรูปแบบการมอดูเลตขั้นสูง เช่น QAM ต้องการการตอบสนองเชิงเส้นและการมอดูเลตเฟสบริสุทธิ์ ทำให้การใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์ไฟฟ้าออปติก (เอฟเฟกต์ Pockels [8]) เป็นที่ต้องการอย่างยิ่ง
2. แนวทาง SOH
เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการแนะนำแนวทางซิลิคอน-อินทรีย์ไฮบริด (SOH) [9–12]ตัวอย่างของโมดูเลเตอร์ SOH แสดงในรูปที่ 1(a)ประกอบด้วยท่อนำคลื่นแบบสล็อตที่นำทางสนามแสง และแถบซิลิกอนสองแถบที่เชื่อมต่อทางไฟฟ้ากับท่อนำคลื่นแบบแสงกับอิเล็กโทรดโลหะอิเล็กโทรดตั้งอยู่นอกสนามโมดัลออปติคอลเพื่อหลีกเลี่ยงการสูญเสียทางแสง [13] รูปที่ 1(b)อุปกรณ์ถูกเคลือบด้วยวัสดุอินทรีย์แบบอิเล็กโทรออปติกซึ่งเติมเต็มช่องอย่างสม่ำเสมอแรงดันไฟฟ้ามอดูเลตถูกส่งโดยท่อนำคลื่นไฟฟ้าแบบโลหะและตกลงข้ามช่องด้วยแถบซิลิกอนนำไฟฟ้าสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยนดัชนีการหักเหของแสงในช่องผ่านเอฟเฟกต์อิเล็กโทรออปติกที่เร็วเป็นพิเศษเนื่องจากช่องมีความกว้างประมาณ 100 นาโนเมตร แรงดันไฟฟ้าเพียงไม่กี่โวลต์ก็เพียงพอที่จะสร้างสนามมอดูเลตที่แข็งแกร่งมาก ซึ่งอยู่ในลำดับความสำคัญของความแข็งแรงไดอิเล็กทริกของวัสดุส่วนใหญ่โครงสร้างนี้มีประสิทธิภาพการมอดูเลตสูง เนื่องจากทั้งการมอดูเลตและสนามแสงกระจุกตัวอยู่ภายในช่อง รูปที่ 1(b) [14]อันที่จริงการใช้งานครั้งแรกของโมดูเลเตอร์ SOH ที่มีการดำเนินการย่อยโวลต์ [11] ได้แสดงให้เห็นแล้ว และมีการสาธิตการปรับไซนูซอยด์สูงถึง 40 GHz [15,16]อย่างไรก็ตาม ความท้าทายในการสร้างโมดูเลเตอร์ SOH ความเร็วสูงแรงดันต่ำคือการสร้างแถบเชื่อมต่อที่มีความนำไฟฟ้าสูงในวงจรที่เท่ากัน ช่องสามารถแสดงด้วยตัวเก็บประจุ C และแถบนำไฟฟ้าด้วยตัวต้านทาน R รูปที่ 1(b)ค่าคงที่เวลา RC ที่สอดคล้องกันจะกำหนดแบนด์วิดท์ของอุปกรณ์ [10,14,17,18]เพื่อลดความต้านทาน R แนะนำให้ฉีดแถบซิลิกอน [10,14]ในขณะที่การเติมสารเพิ่มค่าการนำไฟฟ้าของแถบซิลิกอน (และด้วยเหตุนี้จึงเพิ่มการสูญเสียทางแสง) จะต้องเสียค่าปรับการสูญเสียเพิ่มเติมเนื่องจากการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนลดลงเนื่องจากการกระเจิงของสารเจือปน [10,14,19]นอกจากนี้ ความพยายามในการผลิตครั้งล่าสุดยังแสดงให้เห็นค่าการนำไฟฟ้าต่ำอย่างไม่คาดคิด
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ซึ่งตั้งอยู่ใน “Silicon Valley” ของจีน – Beijing Zhongguancun เป็นองค์กรเทคโนโลยีขั้นสูงที่อุทิศตนเพื่อให้บริการแก่สถาบันวิจัย สถาบันวิจัย มหาวิทยาลัย และบุคลากรการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ระดับองค์กรทั้งในประเทศและต่างประเทศบริษัทของเราดำเนินธุรกิจหลักในการวิจัยและพัฒนา การออกแบบ การผลิต การขายผลิตภัณฑ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ และนำเสนอโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมและบริการเฉพาะบุคคลระดับมืออาชีพสำหรับนักวิจัยทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรอุตสาหกรรมหลังจากหลายปีแห่งการสร้างสรรค์นวัตกรรมที่เป็นอิสระ บริษัทก็ได้สร้างผลิตภัณฑ์โฟโตอิเล็กทริกที่หลากหลายและสมบูรณ์แบบ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมเทศบาล การทหาร การขนส่ง พลังงานไฟฟ้า การเงิน การศึกษา การแพทย์ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ
เรากำลังรอคอยที่จะร่วมมือกับคุณ!
เวลาโพสต์: 29 มี.ค. 2023