Jedną z najważniejszych właściwości modulatora optycznego jest jego prędkość modulacji lub przepustowość, która powinna być co najmniej tak szybka jak dostępna elektronika. Tranzystory o częstotliwościach tranzytowych znacznie powyżej 100 GHz zostały już wykazane w technologii krzemu 90 nm, a prędkość wzrośnie, gdy minimalna wielkość cech jest zmniejszona [1]. Jednak przepustowość współczesnych modulatorów krzemowych jest ograniczona. Krzem nie posiada χ (2) -Nonlinearności ze względu na jego centralną sygmetryczną strukturę krystaliczną. Zastosowanie napiętego krzemu doprowadziło już do interesujących wyników [2], ale nieliniowości nie pozwala jeszcze na praktyczne urządzenia. Najnowocześniejsze modulatory fotoniczne silikonowe wciąż polegają na dyspersji wolnej nośnej w połączeniach PN lub PIN [3–5]. Wykazano, że złącze do przodu wykazują produkt długości napięcia tak niski jak Vπl = 0,36 V mm, ale prędkość modulacji jest ograniczona przez dynamikę nośników mniejszościowych. Mimo to wygenerowano prędkości danych 10 GBIT/s za pomocą wstępnej nacisku sygnału elektrycznego [4]. Zamiast tego stosując odwrotne skrzyżowania, szerokość pasma została zwiększona do około 30 GHz [5,6], ale produkt o długości woltomu wzrósł do Vπl = 40 V mm. Niestety takie modulatory fazowe efektu w osoczu powodują również niepożądaną modulację intensywności [7] i reagują nieliniowo na zastosowane napięcie. Zaawansowane formaty modulacji, takie jak QAM, wymagają jednak odpowiedzi liniowej i czystej fazy, co czyni wykorzystanie efektu elektrooptycznego (efekt Pockels [8]).
2. Podejście Soh
Niedawno zasugerowano podejście hybrydowe krzemu-organicznego (SOH) [9–12]. Przykład modulatora SOH pokazano na ryc. 1 (a). Składa się z falowodu szczelinowego prowadzącego pole optyczne i dwa silikonowe paski, które elektrycznie łączą falowód optyczny z metalicznymi elektrodami. Elektrody znajdują się poza polem modalnym optycznym, aby uniknąć strat optycznych [13], ryc. 1 (b). Urządzenie jest pokryte elektrooptycznym materiałem organicznym, który jednolicie wypełnia szczelinę. Napięcie modulujące jest przenoszone przez metalowy falowód elektryczny i spada na szczelinę dzięki przewodzącym silikonowym paskom. Powstałe pole elektryczne zmienia następnie wskaźnik refrakcji w szczelinie poprzez bardzo szybki efekt elektrooptyczny. Ponieważ szczelinę ma szerokość rzędu 100 nm, wystarczy kilka woltów, aby wygenerować bardzo silne pola modulujące, które są rzędu siły dielektrycznej większości materiałów. Struktura ma wysoką wydajność modulacji, ponieważ zarówno modulacja, jak i pola optyczne są zatężone w szczelinie, ryc. 1 (B) [14]. Rzeczywiście, pokazano już pierwsze implementacje modulatorów SOH z operacją sub-wolt [11] i wykazano modulację sinusoidalną do 40 GHz [15,16]. Jednak wyzwaniem związanym z budowaniem niskiego napięcia szybkich modulatorów SOH jest stworzenie wysoce przewodzącego paska łączącego. W obwodzie równoważnym szczelinę może być reprezentowane przez kondensator C i paski przewodzące przez rezystory R, ryc. 1 (b). Odpowiednia stała czasowa RC określa szerokość pasma urządzenia [10,14,17,18]. Aby zmniejszyć oporność R, zasugerowano, że naruszono paski krzemowe [10,14]. Podczas gdy domieszkowanie zwiększa przewodność pasków krzemowych (a zatem zwiększa straty optyczne), płaci dodatkową karę straty, ponieważ mobilność elektronów jest zaburzona przez rozpraszanie zanieczyszczeń [10,14,19]. Ponadto ostatnie próby wytwarzania wykazały nieoczekiwanie niską przewodność.
Pekin Rofea Optoelectronics Co., Ltd. zlokalizowany w chińskiej „Dolinie Krzemowej”-Pekin Zhongguancun, jest przedsiębiorstwem zaawansowanym technologią zajmującym się obsługą krajowych i zagranicznych instytucji badawczych, instytutów badawczych, uniwersytetów i przedsiębiorstw. Nasza firma zajmuje się głównie niezależnymi badaniami i rozwojem, projektowaniem, produkcją, sprzedaży produktów optoelektronicznych oraz zapewnia innowacyjne rozwiązania i profesjonalne, spersonalizowane usługi dla naukowców i inżynierów przemysłowych. Po latach niezależnych innowacji założył bogatą i doskonałą serię produktów fotoelektrycznych, które są szeroko stosowane w gminie, wojsku, transporcie, energii elektrycznej, finansach, edukacji, medycynie i innych branżach.
Z niecierpliwością czekamy na współpracę z Tobą!
Czas po: 29-2023