Porównanie fotonicznych systemów materiałów zintegrowanych

Porównanie fotonicznych systemów materiałów zintegrowanych
Rycina 1 pokazuje porównanie dwóch układów materiałowych, fosforu indu (INP) i krzemowego (SI). Rzadkość Indium sprawia, że ​​INP jest droższym materiałem niż SI. Ponieważ obwody na bazie krzemu obejmują mniejszy wzrost epitaksjalny, wydajność obwodów na bazie krzemowej jest zwykle wyższa niż w obwodach INP. W obwodach na bazie krzemu german (GE), który zwykle jest używany tylko wFotodetektor(Detektory świetlne), wymaga wzrostu epitaksjalnego, podczas gdy w systemach INP, nawet falowody pasywne muszą być przygotowane przez wzrost epitaksjalny. Wzrost epitaksjalny ma zwykle wyższą gęstość defektu niż wzrost pojedynczy kryształ, na przykład z kryształowego wlewki. Wachatniki INP mają kontrast o wysokim współczynniku załamania światła tylko w poprzednich, podczas gdy falowody na bazie krzemu mają wysoki kontrast współczynnika załamania światła zarówno w poprzecznym, jak i podłużnym, co pozwala urządzeniom na bazie krzemu na mniejsze promienie zginające i inne bardziej zwarte struktury. Ingaasp ma bezpośrednią lukę w zespole, podczas gdy Si i GE nie. W rezultacie systemy materiałowe INP są lepsze pod względem wydajności lasera. Wewnętrzne tlenki układów INP nie są tak stabilne i solidne jak wewnętrzne tlenki Si, dwutlenku krzemu (SiO2). Krzem jest silniejszym materiałem niż INP, umożliwiając stosowanie większych rozmiarów płytek, IE z 300 mm (wkrótce do 450 mm) w porównaniu do 75 mm w INP. INPmodulatoryZwykle zależy od efektu surowego kwantowego, który jest wrażliwy na temperaturę z powodu ruchu krawędzi pasma spowodowanego temperaturą. Natomiast zależność od temperatury modulatorów na bazie krzemowej jest bardzo mała.

Technologia fotoniki krzemowej jest ogólnie uważana za odpowiednia tylko dla tanich produktów o krótkim zasięgu, wysokiej objętości (ponad 1 milion sztuk rocznie). Wynika to z faktu, że powszechnie przyjmuje się, że wymagana jest duża pojemność waflowa, aby rozprzestrzeniać koszty maski i rozwoju, i żeTechnologia fotoniki krzemowejMa znaczące wady wydajności w regionalnych i długich zastosowaniach produktów w mieście. W rzeczywistości jednak jest odwrotnie. W tanich, krótkich zastosowakach o wysokiej wydajności, pionowym laserze emitującemu wnękę (VCSEL) iLaser modulacyjny bezpośrednio (Laser DML): Bezpośrednio modulowany laser stanowi ogromną presję konkurencyjną, a słabość technologii fotonicznej opartej na krzem, która nie może łatwo zintegrować laserów, stała się znaczącą wadą. W przeciwieństwie do tego, w metrze, na duże odległości, ze względu na preferencję integracji technologii fotoniki krzemowej i cyfrowego przetwarzania sygnałów (DSP) (która często jest w środowiskach o wysokiej temperaturze), bardziej korzystne jest oddzielenie lasera. Ponadto spójna technologia wykrywania może w dużej mierze zrekompensować niedociągnięcia technologii fotoniki krzemu, takiego jak problem, że prąd ciemny jest znacznie mniejszy niż lokalny fotoprąd oscylatora. Jednocześnie niewłaściwe jest myślenie, że potrzebna jest duża pojemność waflowa do pokrycia kosztów maski i rozwoju, ponieważ technologia fotoniki krzemowej wykorzystuje rozmiary węzłów, które są znacznie większe niż najbardziej zaawansowane półprzewodniki tlenku metali (CMO), więc wymagane maski i przebiegi produkcyjne są stosunkowo tanie.