Een van de belangrijkste eigenschappen van een optische modulator is de modulatiesnelheid of bandbreedte, die minstens zo snel zou moeten zijn als de beschikbare elektronica. Transistoren met transitfrequenties ruim boven 100 GHz zijn al aangetoond in 90 nm siliciumtechnologie, en de snelheid zal verder toenemen naarmate de minimale functiegrootte wordt verminderd [1]. De bandbreedte van de huidige siliconen-gebaseerde modulatoren is echter beperkt. Silicium bezit geen χ (2) -nonlineariteit vanwege zijn centro-symmetrische kristallijne structuur. Het gebruik van gespannen silicium heeft al geleid tot interessante resultaten [2], maar de niet -lineariteiten staan nog geen praktische apparaten toe. State-of-the Art Silicon Photonic Modulators vertrouwen daarom nog steeds op vrije-dragers dispersie in PN- of PIN-knooppunten [3-5]. Van voorwaartse bevooroordeelde kruispunten is aangetoond dat ze een spanningslengte-product vertonen zo laag als Vπl = 0,36 V mm, maar de modulatiesnelheid wordt beperkt door de dynamiek van minderheidsdragers. Toch zijn de gegevenssnelheden van 10 Gbit/s gegenereerd met behulp van een pre-nadruk van het elektrische signaal [4]. In plaats daarvan met omgekeerde bevooroordeelde kruispunten is de bandbreedte verhoogd tot ongeveer 30 GHz [5,6], maar het voltagelelengte -product steeg tot Vπl = 40 V mm. Helaas produceren dergelijke plasma -effectfasemodulatoren ook ongewenste intensiteitsmodulatie [7], en ze reageren niet -lineair op de toegepaste spanning. Geavanceerde modulatieformaten zoals QAM vereisen echter een lineaire respons en pure fasemodulatie, waardoor het elektro-optische effect (Pockels-effect [8]) bijzonder wenselijk is.
2. SOH -aanpak
Onlangs is de siliciumorganische hybride (SOH) benadering gesuggereerd [9–12]. Een voorbeeld van een SOH -modulator wordt getoond in figuur 1 (a). Het bestaat uit een sleufgolfgeleider die het optische veld begeleidt, en twee siliciumstrips die de optische golfgeleider elektrisch aan de metalen elektroden aansluiten. De elektroden bevinden zich buiten het optische modale veld om optische verliezen te voorkomen [13], Fig. 1 (b). Het apparaat is gecoat met een elektro-optisch organisch materiaal dat de sleuf uniform vult. De modulerende spanning wordt gedragen door de metalen elektrische golfgeleider en valt af over de sleuf dankzij de geleidende siliciumstrips. Het resulterende elektrische veld verandert vervolgens de brekingsindex in de slot door het ultrasnelle elektro-optische effect. Omdat de slot een breedte heeft in de volgorde van 100 nm, zijn enkele volt voldoende om zeer sterke modulerende velden te genereren die zich in de orde van grootte van de diëlektrische sterkte van de meeste materialen bevinden. De structuur heeft een hoge modulatie -efficiëntie, omdat zowel de modulatie als de optische velden geconcentreerd zijn in de sleuf, Fig. 1 (b) [14]. Inderdaad, eerste implementaties van SOH-modulatoren met sub-volt-bewerking [11] zijn al aangetoond en sinusvormige modulatie tot 40 GHz werd aangetoond [15,16]. De uitdaging bij het bouwen van laagspanning hogesnelheid SOH-modulatoren is echter het creëren van een zeer geleidende verbindingsstrook. In een equivalent circuit kan het slot worden weergegeven door een condensator C en de geleidende strips door weerstanden R, Fig. 1 (b). De overeenkomstige RC -tijdconstante bepaalt de bandbreedte van het apparaat [10,14,17,18]. Om de weerstand R te verminderen, is gesuggereerd om de siliciumstrips te doperen [10,14]. Hoewel doping de geleidbaarheid van de siliciumstrips verhoogt (en daarom de optische verliezen verhoogt), betaalt men een extra verliesboete omdat de elektronenmobiliteit wordt aangetast door verstrooiing van de onzuiverheid [10,14,19]. Bovendien vertoonden de meest recente fabricagepogingen onverwacht lage geleidbaarheid.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. gevestigd in de Chinese "Silicon Valley"-Beijing Zhongguancun, is een hightech onderneming die zich toelegt op het dienen van binnenlandse en buitenlandse onderzoeksinstellingen, onderzoeksinstituten, universiteiten en enterprise wetenschappelijke onderzoekspersoneel. Ons bedrijf houdt zich voornamelijk bezig met onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling, ontwerp, productie, verkoop van opto -elektronische producten en biedt innovatieve oplossingen en professionele, gepersonaliseerde diensten voor wetenschappelijke onderzoekers en industriële ingenieurs. Na jaren van onafhankelijke innovatie heeft het een rijke en perfecte reeks foto -elektrische producten gevormd, die veel worden gebruikt in gemeentelijke, militaire, transport, elektrische stroom, financiën, onderwijs, medische en andere industrieën.
We kijken uit naar samenwerking met u!
Posttijd: maart-29-2023