Comparazione di sistemi di materiale di circuitu integratu fotonicu

Comparazione di sistemi di materiale di circuitu integratu fotonicu
A Figura 1 mostra un paragone di dui sistemi di materiale, Fosforu d'indiu (InP) è siliciu (Si). A rarità di l'indiu rende InP un materiale più caru cà Si. Perchè i circuiti basati in siliciu implicanu menu crescita epitaxial, u rendimentu di i circuiti basati in siliciu hè generalmente più altu ch'è quellu di i circuiti InP. In i circuiti basati in siliciu, u germaniu (Ge), chì hè generalmente usatu solu inFotodetettore(rilevatori di luce), richiede una crescita epitassiale, mentri in i sistemi InP, ancu i guide d'onda passivi devenu esse preparati da a crescita epitaxial. A crescita epitaxial tende à avè una densità di difetti più altu ch'è a crescita di cristalli unichi, cum'è da un lingotti di cristalli. I guide d'onda InP anu un altu cuntrastu d'indice di rifrazione solu in trasversu, mentre chì i guide d'onda basati in siliciu anu un altu cuntrastu d'indice di rifrazione in trasversale è longitudinale, chì permette à i dispositi basati in siliciu di ottene raggi di curvatura più chjuchi è altre strutture più compatte. InGaAsP hà una banda gap diretta, mentri Si è Ge ùn anu micca. In u risultatu, i sistemi di materiale InP sò superiori in termini di efficienza laser. L'ossidi intrinseci di i sistemi InP ùn sò micca cusì stabili è robusti cum'è l'ossidi intrinseci di Si, diossidu di siliciu (SiO2). U siliciu hè un materiale più forte ch'è l'InP, chì permette l'usu di dimensioni di wafer più grande, vale à dì da 300 mm (pronto per esse aghjurnatu à 450 mm) paragunatu à 75 mm in InP. InPmodulatoridi solitu dipende di u quantum-confined effettu Stark, chì hè temperature-sensitive per via di u muvimentu bandu bordu causatu da a temperatura. In cuntrastu, a dependenza di a temperatura di i modulatori basati in siliciu hè assai chjuca.

A tecnulugia di a fotonica di silicu hè generalmente cunsiderata solu adattata per i prudutti di u prezzu, di corta gamma è di volumi elevati (più di 1 milione di pezzi annu). Questu hè perchè hè largamente accettatu chì una grande quantità di capacità di wafer hè necessaria per sparghje i costi di maschera è di sviluppu, è chìtecnulugia di fotonica di siliciuhà svantaghji significativi di rendiment in l'applicazioni di produttu regiunale è longu di cità à cità. In realità, però, u cuntrariu hè veru. In l'applicazioni à pocu costu, à corta distanza, à altu rendimentu, laser à emissione di superficia di cavità verticale (VCSEL) èlaser à modulazione diretta (laser DML) : u laser modulatu direttamente pone una pressione competitiva enormosa, è a debulezza di a tecnulugia fotonica basata in silicuu chì ùn pò micca integrà facilmente i laser hè diventatu un svantaghju significativu. In cuntrastu, in u metro, l'applicazioni di longa distanza, per via di a preferenza per l'integrazione di a tecnulugia di fotonica di siliciu è di u processu di signale digitale (DSP) inseme (chì hè spessu in ambienti d'alta temperatura), hè più vantaghju di separà u laser. Inoltre, a tecnulugia di rilevazione coherente pò cumpensà i difetti di a tecnulugia di fotonica di siliciu in una larga misura, cum'è u prublema chì u currente scuru hè assai più chjucu cà u photocurrent oscillator lucale. À u listessu tempu, hè ancu sbagliatu di pensà chì una grande quantità di capacità di wafer hè necessaria per copre i costi di maschera è di sviluppu, perchè a tecnulugia di fotonica di siliciu usa dimensioni di nodi chì sò assai più grande di i semiconduttori di ossidu di metallu cumplementari più avanzati (CMOS). dunque e maschere necessarie è e corse di produzzione sò relativamente boni.