Sistema di materiale di circuitu integratu fotonicu (PIC).

Sistema di materiale di circuitu integratu fotonicu (PIC).

A fotonica di siliciu hè una disciplina chì usa strutture planari basate nantu à materiali di siliciu per diretta a luce per ottene una varietà di funzioni. Ci focalizemu quì nantu à l'applicazione di a fotonica di siliciu in a creazione di trasmettitori è ricevitori per cumunicazioni in fibra ottica. Siccomu a necessità di aghjunghje più trasmissione à una larghezza di banda determinata, una impronta data, è un costu determinatu aumenta, a fotonica di siliciu diventa più economicamente sana. Per a parte ottica,tecnulugia d'integrazione fotonicadeve esse usatu, è a maiò parte di i transceivers coerenti oghje sò custruiti cù modulatori separati LiNbO3 / circuitu d'onda di luce planare (PLC) è ricevitori InP / PLC.

Figura 1: Mostra sistemi di materiale di circuitu integratu fotonicu (PIC) cumunimenti utilizatu.

A Figura 1 mostra i sistemi di materiale PIC più populari. Da manca à diritta sò PIC di silice basatu in siliciu (cunnisciutu ancu com'è PLC), PIC isolante basatu in siliciu (fotonica di silicium), niobate di litiu (LiNbO3) è PIC di u gruppu III-V, cum'è InP è GaAs. Stu documentu si focalizeghja nantu à a fotonica basata in siliciu. Infotonica di siliciu, u segnu luminosu viaghja principarmenti in siliciu, chì hà un intervallu di banda indirettu di 1.12 electron volt (cù una lunghezza d'onda di 1.1 microns). U siliciu hè cultivatu in forma di cristalli puri in furnace è dopu tagliatu in wafers, chì oghje sò tipicamente 300 mm di diametru. A superficia di l'ostia hè oxidata per furmà una capa di silice. Unu di i wafers hè bombardatu cù l'atomi di l'idrogenu à una certa prufundità. I dui wafers sò allora fusi in un vacuum è i so strati d'oxidu ligami l'un à l'altru. L'assemblea si rompe longu a linea di implantazione di ioni di l'idrogenu. A strata di siliciu à a cracke hè poi pulita, eventualmente lascendu una fina capa di Si cristalinu nantu à a wafer intacta di "manu" di siliciu nantu à a capa di silice. I guide d'onda sò furmati da questa fina capa cristallina. Mentre questi wafers isolanti basati in siliciu (SOI) facenu possibili guide d'onda di fotonica di silicuu à bassa perdita, sò in realtà più comunmente usati in circuiti CMOS di bassa putenza per via di a bassa corrente di fuga chì furnisce.

Ci sò parechje forme pussibuli di guide d'onda ottiche basate in siliciu, cum'è mostra in a Figura 2. Varianu da guide d'onda di silice dopate di germanium microscale à guide d'onda di filu di silicone nanoscale. Blending germanium, hè pussibule di fàfotodetettoriè l'assorbimentu elettricumodulatori, è possibbilmente ancu amplificatori ottici. Dopando silicium, anmodulatore otticupò esse fattu. U fondu da sinistra à destra sò: guida d'onda di filu di siliciu, guida d'onda di nitruru di siliciu, guida d'onda di ossinitruru di siliciu, guida d'onda di cresta di siliciu spessa, guida d'onda di nitruru di siliciu sottile è guida d'onda di siliciu drogatu. In cima, da manca à diritta, sò modulatori di depletion, fotodetettori di germaniu è germanium.amplificatori ottici.

Figura 2: Sezione trasversale di una serie di guide d'onda ottiche basate in siliciu, chì mostra perdite tipiche di propagazione è indici di rifrazione.