فوتونلۇق ئىنتېگرال توك يولى ماتېرىيال سىستېمىسىنى سېلىشتۇرۇش

فوتونلۇق ئىنتېگرال توك يولى ماتېرىيال سىستېمىسىنى سېلىشتۇرۇش
1-رەسىمدە ئىككى ماتېرىيال سىستېمىسى، يەنى ئىندىي فوسفور (InP) ۋە كرېمنىي (Si) نىڭ سېلىشتۇرمىسى كۆرسىتىلگەن. ئىندىينىڭ ئاز ئۇچرايدىغانلىقى InP نى Si غا قارىغاندا قىممەترەك ماتېرىيالغا ئايلاندۇرىدۇ. كرېمنىي ئاساسلىق توك يوللىرى ئېپىتاكسىيال ئۆسۈشنى ئازراق ئۆز ئىچىگە ئالغاچقا، كرېمنىي ئاساسلىق توك يوللىرىنىڭ مەھسۇلات مىقدارى ئادەتتە InP توك يوللىرىغا قارىغاندا يۇقىرى بولىدۇ. كرېمنىي ئاساسلىق توك يوللىرىدا، ئادەتتە پەقەت ... دا ئىشلىتىلىدىغان گېرمانىي (Ge)فوتودېتېكتور(يورۇقلۇق دېتېكتورلىرى)، ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈشنى تەلەپ قىلىدۇ، InP سىستېمىلىرىدا بولسا، ھەتتا پاسسىپ دولقۇن يېتەكلىگۈچلەرمۇ ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈش ئارقىلىق تەييارلىنىشى كېرەك. ئېپىتاكسىيەلىك ئۆسۈش يەككە كىرىستال ئۆسۈشىگە قارىغاندا، مەسىلەن كىرىستال قۇيمىسىدىن ئۆسۈشكە قارىغاندا يۇقىرى نۇقسان زىچلىقىغا ئىگە بولىدۇ. InP دولقۇن يېتەكلىگۈچلىرى پەقەت كۆندەلگەندىلا يۇقىرى سىنىش كۆرسەتكۈچىگە ئىگە، كرېمنىي ئاساسلىق دولقۇن يېتەكلىگۈچلىرى كۆندەلگەن ۋە ئۇزۇنلۇقتا يۇقىرى سىنىش كۆرسەتكۈچىگە ئىگە، بۇ كرېمنىي ئاساسلىق ئۈسكۈنىلەرنىڭ كىچىكرەك ئېگىلىش رادىئۇسىغا ۋە باشقا تېخىمۇ زىچ قۇرۇلمىلارغا ئېرىشىشىگە يول قويىدۇ. InGaAsP نىڭ بىۋاسىتە بەلۋاغ بوشلۇقى بار، Si ۋە Ge دا يوق. نەتىجىدە، InP ماتېرىيال سىستېمىلىرى لازېر ئۈنۈمى جەھەتتە ئۈستۈن تۇرىدۇ. InP سىستېمىلىرىنىڭ ئىچكى ئوكسىدلىرى Si نىڭ ئىچكى ئوكسىدلىرى، كرېمنىي دىئوكسىد (SiO2) دەك مۇقىم ۋە چىداملىق ئەمەس. كرېمنىي InP غا قارىغاندا كۈچلۈك ماتېرىيال بولۇپ، InP دىكى 75 مىللىمېتىرغا سېلىشتۇرغاندا، چوڭراق ۋافېر چوڭلۇقىنى، يەنى 300 مىللىمېتىردىن (تېزدىن 450 مىللىمېتىرغا ئۆستۈرۈلىدۇ) ئىشلىتىشكە يول قويىدۇ. InPمودۇلياتورلارئادەتتە كۋانت چەكلىمىلىك ستارك ئېففېكتىغا تايىنىدۇ، بۇ ئېففېكت تېمپېراتۇرا سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان بەلۋاغ گىرۋىكىنىڭ يۆتكىلىشى سەۋەبىدىن تېمپېراتۇرىغا سەزگۈر بولىدۇ. ئەكسىچە، كرېمنىي ئاساسلىق مودۇلياتورلارنىڭ تېمپېراتۇرىغا تايىنىشچانلىقى ناھايىتى كىچىك.

كرېمنىي فوتون تېخنىكىسى ئادەتتە پەقەت ئەرزان باھالىق، قىسقا مۇددەتلىك، كۆپ مىقداردىكى مەھسۇلاتلارغا (يىلىغا 1 مىليوندىن ئارتۇق) ماس كېلىدۇ دەپ قارىلىدۇ. چۈنكى ماسكا ۋە تەرەققىيات تەننەرخىنى تارقىتىش ئۈچۈن كۆپ مىقداردا ۋافېر سىغىمى تەلەپ قىلىنىدىغانلىقى كەڭ كۆلەمدە قوبۇل قىلىنغان، ھەمدەكرېمنىي فوتون تېخنىكىسىشەھەردىن شەھەرگىچە رايون ۋە ئۇزۇن مۇساپىلىك مەھسۇلات قوللىنىشلىرىدا كۆرۈنەرلىك ئىقتىدار كەمچىلىكلىرىگە ئىگە. ئەمما ئەمەلىيەتتە بۇنىڭ ئەكسىچە. تۆۋەن باھالىق، قىسقا مۇساپىلىك، يۇقىرى ئۈنۈملۈك قوللىنىشلاردا، تىك بوشلۇق يۈزى نۇرى چىقىرىدىغان لازېر (VCSEL) ۋەبىۋاسىتە مودۇلياتسىيەلىك لازېر (DML لازېر): بىۋاسىتە مودۇلياتسىيەلەنگەن لازېر زور رىقابەت بېسىمى پەيدا قىلىدۇ، كرېمنىي ئاساسلىق فوتون تېخنىكىسىنىڭ لازېرلارنى ئاسانلا بىرلەشتۈرەلمەيدىغان ئاجىزلىقى مۇھىم كەمچىلىككە ئايلاندى. ئەكسىچە، مېترو، ئۇزۇن مۇساپىلىك قوللىنىشچان پروگراممىلاردا، كرېمنىي فوتون تېخنىكىسى ۋە رەقەملىك سىگنال بىر تەرەپ قىلىش (DSP) نى بىرلەشتۈرۈش (كۆپىنچە يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق مۇھىتتا) نى بىرلەشتۈرۈش ئەۋزەللىكى سەۋەبىدىن، لازېرنى ئايرىش تېخىمۇ پايدىلىق. بۇنىڭدىن باشقا، ماسلاشتۇرۇلغان بايقاش تېخنىكىسى كرېمنىي فوتون تېخنىكىسىنىڭ كەمچىلىكلىرىنى، مەسىلەن قاراڭغۇ توكنىڭ يەرلىك ئوسسىللاتور فوتو توكىدىن خېلىلا كىچىك بولۇشى مەسىلىسىنى كۆپ جەھەتتىن تولۇقلىيالايدۇ. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ماسكا ۋە تەرەققىيات چىقىمىنى قاپلاش ئۈچۈن كۆپ مىقداردا ۋافېر سىغىمى لازىم دەپ قاراشمۇ خاتا، چۈنكى كرېمنىي فوتون تېخنىكىسى ئەڭ ئىلغار تولۇقلىغۇچى مېتال ئوكسىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ (CMOS) دىن خېلىلا چوڭ بولغان تۈگۈن چوڭلۇقىنى ئىشلىتىدۇ، شۇڭا لازىم بولغان ماسكا ۋە ئىشلەپچىقىرىش مىقدارى نىسبەتەن ئەرزان.