كرېمنىي فوتونكا ئاكتىپ ئېلېمېنتى

كرېمنىي فوتونكا ئاكتىپ ئېلېمېنتى

فوتونكا ئاكتىپ زاپچاسلىرى يورۇقلۇق بىلەن ماددىنىڭ قەستەن لايىھەلەنگەن ھەرىكەتچانلىقىنى كۆرسىتىدۇ. فوتوننىڭ تىپىك ئاكتىپ تەركىبىي قىسمى ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ. نۆۋەتتىكى بارلىق كرېمنىينى ئاساس قىلغانئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچپلازما ھەقسىز توشۇغۇچى ئۈنۈمىنى ئاساس قىلىدۇ. دوپپا ، ئېلېكتر ياكى ئوپتىكىلىق ئۇسۇللار ئارقىلىق كرېمنىي ماتېرىيالىدىكى ھەقسىز ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەرنىڭ سانىنى ئۆزگەرتىش ئۇنىڭ مۇرەككەپ سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىنى ئۆزگەرتەلەيدۇ ، بۇ جەريان Soref ۋە Bennett نىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى 1550 نانومېتىرغا يېتىدۇ. . ئېلېكترونغا سېلىشتۇرغاندا ، تۆشۈكلەر ھەقىقىي ۋە تەسەۋۋۇردىكى سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىنىڭ تېخىمۇ كۆپ نىسبىتىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، يەنى ئۇلار مەلۇم زىيان ئۆزگىرىشى ئۈچۈن تېخىمۇ چوڭ باسقۇچلۇق ئۆزگىرىش ھاسىل قىلالايدۇ ، شۇڭاMach-Zehnder مودۇللىغۇچۋە ئۈزۈك مودۇللىغۇچ ، ئادەتتە تۆشۈك ئىشلىتىشنى ياخشى كۆرىدۇphase modulator.

ھەر خىلكرېمنىي (Si) مودېللىغۇچتىپلىرى 10A رەسىمدە كۆرسىتىلدى. توشۇغۇچى ئوكۇل مودۇلىدا نۇر ئىنتايىن كرېمنىينىڭ ئىچىدە ئىچكى كرېمنىيغا جايلاشقان بولۇپ ، ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەر ئوكۇل قىلىنىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بۇ خىل مودۇللىغۇچنىڭ سۈرئىتى ئاستا بولۇپ ، ئادەتتە كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى 500MHz بولىدۇ ، چۈنكى ھەقسىز ئېلېكترون ۋە تۆشۈكلەر ئوكۇل قىلىنغاندىن كېيىن قايتا ھاسىل بولىدۇ. شۇڭلاشقا ، بۇ قۇرۇلما مودېللىغۇچ ئەمەس بەلكى ئۆزگىرىشچان ئوپتىكىلىق قويغۇچ (VOA) سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ. توشۇغۇچى خورىتىش مودۇلىدا ، نۇر قىسمى تار pn ئېغىزىغا جايلاشقان ، pn ئۇلىنىشىنىڭ خورىتىش كەڭلىكى قوللىنىشچان ئېلېكتر مەيدانى تەرىپىدىن ئۆزگىرىدۇ. بۇ مودېللىغۇچنىڭ سۈرئىتى 50Gb / s دىن ئېشىپ كەتسە بولىدۇ ، ئەمما ئارقا كۆرۈنۈش قىستۇرۇش زىيىنى يۇقىرى. تىپىك vpil بولسا 2 V-cm. مېتال ئوكسىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ (MOS) (ئەمەلىيەتتە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ-ئوكسىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ) مودېللىغۇچتا pn ئۇلىنىشىدىكى نېپىز ئوكسىد قەۋىتى بار. ئۇ بىر قىسىم توشۇغۇچىلارنىڭ يىغىلىشى شۇنداقلا توشۇغۇچىنىڭ خورىشىغا شارائىت ھازىرلاپ ، كىچىكرەك VπL نىڭ تەخمىنەن 0.2 V cm ئەتراپىدا بولۇشىغا يول قويىدۇ ، ئەمما ئوپتىكىلىق زىياننىڭ يۇقىرى بولۇشى ۋە بىرلىك ئۇزۇنلۇقىنىڭ سىغىمى يۇقىرى. بۇنىڭدىن باشقا ، SiGe (كرېمنىي گېرمان قېتىشمىسى) بەلۋاغ گىرۋىكى ھەرىكىتىنى ئاساس قىلغان SiGe ئېلېكتر سۈمۈرگۈچ مودۇللىغۇچ بار. ئۇنىڭدىن باشقا ، گرافېن مودۇللىغۇچ بار بولۇپ ، گرافېنغا تايىنىپ سۈمۈرۈلىدىغان مېتاللار بىلەن سۈزۈك ئىزولياتور ئارىسىدا ئالماشتۇرۇلىدۇ. بۇلار ئوخشىمىغان مېخانىزملارنىڭ قوللىنىشچانلىقىنىڭ كۆپ خىللىقىنى كۆرسىتىپ ، يۇقىرى سۈرئەتلىك ، تۆۋەن زىيانلىق ئوپتىكىلىق سىگنال مودۇلىغا ئېرىشىدۇ.

10-رەسىم: (A) كرېمنىينى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ لايىھىسىنىڭ بۆلەك دىئاگراممىسى ۋە (B) ئوپتىكىلىق تەكشۈرگۈچ لايىھىسىنىڭ بۆلەكلەر دىئاگراممىسى.

10B رەسىمدە كرېمنىينى ئاساس قىلغان بىر قانچە نۇر تەكشۈرگۈچ كۆرسىتىلدى. سۈمۈرگۈچ ماتېرىيال گېرمان (Ge). گې دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدا تەخمىنەن 1.6 مىكرونغىچە نۇر سۈمۈرەلەيدۇ. سول تەرەپتە كۆرسىتىلگىنى بۈگۈنكى كۈندە ئەڭ مۇۋەپپەقىيەتلىك بولغان پىن قۇرۇلمىسى. ئۇ گې ئۆسكەن P تىپلىق كۆپەيتىلگەن كرېمنىيدىن تۈزۈلگەن. گې بىلەن سىنىڭ% 4 لىك رېشاتكا ماسلاشمىغان بولۇپ ، يۆتكىلىشنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش ئۈچۈن ، ئالدى بىلەن نېپىز بىر قەۋەت SiGe بۇففېر قەۋىتى قىلىپ ئۆستۈرۈلگەن. Ge قەۋىتىنىڭ ئۈستىدە N تىپلىق دوپپا قىلىنىدۇ. ئوتتۇرىدا مېتال يېرىم ئۆتكۈزگۈچ مېتال (MSM) فوتودىئود كۆرسىتىلدى ، APD (قار كۆچكۈنى فوتوگراف) ئوڭ تەرەپتە كۆرسىتىلىدۇ. APD دىكى قار كۆچۈش رايونى سىغا جايلاشقان بولۇپ ، III-V گۇرۇپپىدىكى ئېلېمېنت ماتېرىياللىرىدىكى قار كۆچۈش رايونىغا سېلىشتۇرغاندا شاۋقۇن ئالاھىدىلىكى تۆۋەنرەك.

ھازىر ، كرېمنىي فوتونكىسى بىلەن ئوپتىكىلىق پايدىنى بىرلەشتۈرۈشتە كۆرۈنەرلىك ئەۋزەللىكى بار ھەل قىلىش چارىسى يوق. 11-رەسىمدە قۇراشتۇرۇش سەۋىيىسى تەشكىللىگەن بىر قانچە خىل تاللاشلار كۆرسىتىلدى. سول تەرەپتە مونوپوللۇق بىرىكتۈرۈش بار بولۇپ ، ئۇ ئېپتاكسىمان ئۆسكەن گېرمان (Ge) نى ئوپتىكىلىق پايدا ماتېرىيالى ، ئېربىي دوپپا (Er) ئەينەك دولقۇن يېتەكچىسى (ئوپتىكىلىق پومپىغا ئېھتىياجلىق Al2O3 غا ئوخشاش) ۋە ئېپتاكسىمان ئۆسكەن گاللىي ئارسېنسى (GaAs) نى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. ) كىۋانت چېكىتلىرى. كېيىنكى ئىستون تېخىمۇ كەڭ قورساق بولۇپ ، III-V گۇرۇپپىسىنىڭ پايدا ئېلىش رايونىدىكى ئوكسىد ۋە ئورگانىك باغلىنىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. كېيىنكى ئىستون ئۆزەكتىن ۋافېر قۇراشتۇرۇش بولۇپ ، ئۇ III-V گۇرۇپپا ئۆزەكنى كرېمنىي ۋافېرنىڭ بوشلۇقىغا قىستۇرۇپ ، ئاندىن دولقۇن يېتەكچىسى قۇرۇلمىسىنى بىر تەرەپ قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. بۇ ئالدىنقى ئۈچ ئىستون ئۇسۇلىنىڭ ئەۋزەللىكى شۇكى ، ئۈسكۈنىنى كېسىشتىن بۇرۇن ۋافېرنىڭ ئىچىدە تولۇق ئىقتىدارلىق سىناق قىلغىلى بولىدۇ. ئەڭ ئوڭ تەرەپتىكى ئىستون ئۆزەكتىن ئۆزەك قۇراشتۇرۇش بولۇپ ، كرېمنىي ئۆزىكىنى III-V گۇرۇپپا ئۆزەكلىرىگە بىۋاسىتە تۇتاشتۇرۇش ، شۇنداقلا لىنزا ۋە رېشاتكا ئارقىلىق تۇتاشتۇرۇش قاتارلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. سودا قوللىنىشچان پروگراممىلىرىنىڭ يۈزلىنىشى دىئاگراممىنىڭ ئوڭدىن سول تەرىپىگە تېخىمۇ بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن ۋە بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن ھەل قىلىش چارىسى تەرەپكە قاراپ ئىلگىرىلىمەكتە.

11-رەسىم: كرېمنىينى ئاساس قىلغان فوتونكاغا قانداق ئوپتىكىلىق پايدا بىرلەشتۈرۈلگەن. سولدىن ئوڭغا يۆتكەلگەندە ، ياساش قىستۇرۇش نۇقتىسى بۇ جەرياندا ئاستا-ئاستا كەينىگە چېكىنىدۇ.