Paragone di i sistemi di materiali di circuiti integrati fotonici

Paragone di i sistemi di materiali di circuiti integrati fotonici
A figura 1 mostra una paragone di dui sistemi di materiali, l'indiu fosforu (InP) è u siliciu (Si). A rarità di l'indiu face di l'InP un materiale più caru chè u Si. Siccomu i circuiti à basa di siliciu implicanu menu crescita epitassiale, u rendimentu di i circuiti à basa di siliciu hè generalmente più altu chè quellu di i circuiti InP. In i circuiti à basa di siliciu, u germaniu (Ge), chì hè generalmente adupratu solu inFotodetector(rilevatori di luce), richiede una crescita epitassiale, mentre chì in i sistemi InP, ancu e guide d'onda passive devenu esse preparate per crescita epitassiale. A crescita epitassiale tende à avè una densità di difetti più alta chè a crescita di cristalli singuli, cum'è da un lingotto di cristallu. E guide d'onda InP anu un cuntrastu di l'indice di rifrazione elevatu solu in u trasversale, mentre chì e guide d'onda à basa di siliciu anu un cuntrastu di l'indice di rifrazione elevatu sia in u trasversale sia in u longitudinale, ciò chì permette à i dispositivi à basa di siliciu di ottene raggi di curvatura più chjuchi è altre strutture più compatte. InGaAsP hà una lacuna di banda diretta, mentre chì Si è Ge ùn l'anu micca. Di cunsiguenza, i sistemi di materiale InP sò superiori in termini di efficienza laser. L'ossidi intrinsechi di i sistemi InP ùn sò micca cusì stabili è robusti cum'è l'ossidi intrinsechi di Si, diossidu di siliciu (SiO2). U siliciu hè un materiale più forte di InP, chì permette l'usu di dimensioni di wafer più grande, vale à dì da 300 mm (prestu da aghjurnà à 450 mm) paragunatu à 75 mm in InP. InPmodulatoridi solitu dipendenu da l'effettu Stark cunfinatu in i quanti, chì hè sensibile à a temperatura per via di u muvimentu di u bordu di a banda causatu da a temperatura. In cuntrastu, a dipendenza da a temperatura di i modulatori à basa di siliciu hè assai chjuca.

A tecnulugia di fotonica di siliciu hè generalmente cunsiderata adatta solu per i prudutti à bassu costu, à corta gittata è à grande vulume (più di 1 milione di pezzi à l'annu). Questu hè perchè hè largamente accettatu chì una grande capacità di wafer hè necessaria per sparghje i costi di maschera è di sviluppu, è chìtecnulugia di fotonica di siliciuhà svantaghji di prestazione significativi in ​​l'applicazioni di prudutti regiunali è à longa distanza da cità à cità. In realtà, però, hè veru u cuntrariu. In applicazioni à bassu costu, à corta distanza è à altu rendimentu, u laser à emissione superficiale à cavità verticale (VCSEL) èlaser à modulazione diretta (Laser DML) : u laser modulatu direttamente pone una pressione cumpetitiva enorme, è a debulezza di a tecnulugia fotonica basata nantu à u siliciu chì ùn pò micca integrà facilmente i laser hè diventata un svantaghju significativu. In cuntrastu, in l'applicazioni metropolitane à longa distanza, per via di a preferenza per integrà a tecnulugia fotonica di u siliciu è l'elaborazione di u signale digitale (DSP) inseme (chì hè spessu in ambienti à alta temperatura), hè più vantaghjosu separà u laser. Inoltre, a tecnulugia di rilevazione coerente pò cumpensà in larga misura i difetti di a tecnulugia fotonica di u siliciu, cum'è u prublema chì a corrente scura hè assai più chjuca di a fotocorrente di l'oscillatore lucale. À u listessu tempu, hè ancu sbagliatu pensà chì hè necessaria una grande quantità di capacità di wafer per copre i costi di maschera è di sviluppu, perchè a tecnulugia fotonica di u siliciu usa dimensioni di nodi chì sò assai più grande di i semiconduttori di ossidu metallicu cumplementari più avanzati (CMOS), dunque e maschere è e corse di pruduzzione richieste sò relativamente economiche.