Una di e proprietà più impurtanti di un modulatore otticu hè a so velocità di modulazione o larghezza di banda, chì deve esse almenu cusì veloce cum'è l'elettronica dispunibule.I transistori chì anu frequenze di transitu assai sopra à 100 GHz sò digià statu dimustratu in a tecnulugia di siliciu 90 nm, è a velocità aumenterà ancu quandu a dimensione minima di a funzione hè ridutta [1].Tuttavia, a larghezza di banda di i modulatori basati in siliciu di l'oghje hè limitata.Le silicium n'a pas de non-linéarité χ(2) en raison de sa structure cristalline centro-symétrique.L'usu di silicium strained hà purtatu à risultati interessanti digià [2], ma i non-linearità ùn permettenu micca ancu dispusitivi pratichi.I modulatori fotonici di siliciu di punta si basanu dunque sempre nantu à a dispersione di u trasportatore liberu in junctions pn o pin [3-5].I junctions biased in avanti sò stati dimustrati per esibisce un produttu di tensione di lunghezza quant'è VπL = 0.36 V mm, ma a velocità di modulazione hè limitata da a dinamica di i trasportatori minoritari.Tuttavia, i tassi di dati di 10 Gbit / s sò stati generati cù l'aiutu di una pre-enfasi di u signale elettricu [4].Aduprendu junctions biased inverse invece, a larghezza di banda hè stata aumentata à circa 30 GHz [5,6], ma u pruduttu di voltagelength hè aumentatu à VπL = 40 V mm.Sfurtunatamente, tali modulatori di fasi di l'effettu di plasma producenu ancu una modulazione di intensità indesiderata [7], è rispundenu non linearmente à a tensione applicata.I furmati di modulazione avanzati cum'è QAM necessitanu, però, una risposta lineare è una modulazione di fase pura, rendendu particularmente desiderabile a sfruttamentu di l'effettu elettro-otticu (effettu Pockels [8]).
2. avvicinamentu SOH
Recentemente, l'approcciu di l'ibridu siliciu-organicu (SOH) hè statu suggeritu [9-12].Un esempiu di un modulatore SOH hè mostratu in Fig. 1 (a).Hè custituitu da una guida d'onda à slot chì guida u campu otticu, è duie strisce di siliciu chì cunnette elettricamente a guida d'onda otticu à l'elettrodi metallichi.L'elettrodi sò situati fora di u campu modale otticu per evità pèrdite otticu [13], Fig. 1 (b).U dispusitivu hè ricopertu da un materiale urganicu elettro-otticu chì riempie uniformemente u slot.A tensione di modulazione hè purtata da a guida d'onda elettrica metallica è scende à traversu u slot grazia à e strisce di silicio conductore.U campu elettricu risultatu cambia l'indice di rifrazione in u slot per l'effettu elettro-otticu ultra-rapidu.Siccomu u slot hà una larghezza in l'ordine di 100 nm, uni pochi volti sò abbastanza per generà campi modulanti assai forti chì sò in l'ordine di grandezza di a forza dielettrica di a maiò parte di i materiali.A struttura hà una alta efficienza di modulazione postu chì i campi modulanti è ottici sò cuncentrati in u slot, Fig. 1 (b) [14].Infatti, e prime implementazioni di modulatori SOH cù operazione sub-volt [11] sò state digià dimustrate, è a modulazione sinusoidale finu à 40 GHz hè stata dimustrata [15,16].Tuttavia, a sfida in a custruzione di modulatori SOH di bassa tensione à alta velocità hè di creà una striscia di cunnessione altamente conduttiva.In un circuit equivalenti, u slot pò esse rapprisintatu da un capacitor C è e strisce conductive da resistors R, Fig. 1 (b).A constante di tempu RC currispundente determina a larghezza di banda di u dispusitivu [10,14,17,18].Per diminuisce a resistenza R, hè statu suggeritu di dope e strisce di silicone [10,14].Mentre u doping aumenta a conduttività di e strisce di siliciu (è dunque aumenta e perdite ottiche), si paga una penalità di perdita addiziale perchè a mobilità di l'elettroni hè deteriorata da a dispersione di impurità [10,14,19].Inoltre, i più recenti tentativi di fabricazione anu dimustratu una conductività inespettatamente bassa.
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Tempu di Postu: 29-Mar-2023