Viena iš svarbiausių optinio moduliatoriaus savybių yra jo moduliacijos greitis arba pralaidumas, kuris turėtų būti bent toks pat greitas kaip turima elektronika.90 nm silicio technologijoje jau buvo demonstruojami tranzistoriai, kurių tranzitiniai dažniai gerokai viršija 100 GHz, o greitis dar padidės, kai bus sumažintas minimalus funkcijos dydis [1].Tačiau dabartinių silicio moduliatorių pralaidumas yra ribotas.Silicis neturi χ(2)-netiesiškumo dėl savo centrosimetrinės kristalinės struktūros.Įtempto silicio naudojimas jau davė įdomių rezultatų [2], tačiau netiesiškumas dar neleidžia naudoti praktinių prietaisų.Todėl moderniausi silicio fotoniniai moduliatoriai vis dar priklauso nuo laisvojo nešiklio dispersijos pn arba kaiščių sandūrose [3–5].Įrodyta, kad į priekį pakreiptos sankryžos turi net VπL = 0, 36 V mm įtampos ilgio sandaugą, tačiau moduliacijos greitį riboja mažumos nešėjų dinamika.Vis dėlto 10 Gbit/s duomenų perdavimo sparta buvo sugeneruota iš anksto išryškinant elektrinį signalą [4].Vietoj to, naudojant atvirkštinio šališkumo jungtis, dažnių juostos plotis buvo padidintas iki maždaug 30 GHz [5,6], tačiau įtampos ilgio sandauga padidėjo iki VπL = 40 V mm.Deja, tokie plazminio efekto fazių moduliatoriai taip pat sukuria nepageidaujamą intensyvumo moduliaciją [7] ir į taikomą įtampą reaguoja netiesiškai.Tačiau pažangiems moduliavimo formatams, tokiems kaip QAM, reikalingas tiesinis atsakas ir grynas fazės moduliavimas, todėl ypač pageidautina išnaudoti elektrooptinį efektą (Pockels efektas [8]).
2. SOH požiūris
Neseniai buvo pasiūlytas silicio ir organinio hibrido (SOH) metodas [9–12].SOH moduliatoriaus pavyzdys parodytas 1(a) pav.Jį sudaro plyšinis bangolaidis, nukreipiantis optinį lauką, ir dvi silicio juostelės, kurios elektriškai sujungia optinį bangolaidį su metaliniais elektrodais.Elektrodai yra už optinio modalinio lauko ribų, kad būtų išvengta optinių nuostolių [13], 1(b) pav.Prietaisas yra padengtas elektrooptine organine medžiaga, kuri tolygiai užpildo plyšį.Moduliuojanti įtampa yra perduodama metaliniu elektriniu bangolaidžiu ir nukrenta per plyšį dėl laidžių silicio juostelių.Tada susidaręs elektrinis laukas keičia lūžio rodiklį plyšyje dėl itin greito elektrooptinio efekto.Kadangi plyšio plotis yra 100 nm, pakanka kelių voltų, kad būtų sukurti labai stiprūs moduliavimo laukai, kurie yra daugumos medžiagų dielektrinio stiprumo dydžio.Struktūra pasižymi dideliu moduliavimo efektyvumu, nes ir moduliuojantis, ir optinis laukai yra sutelkti plyšio viduje, pav. 1(b) [14].Tiesą sakant, jau buvo parodytos pirmosios SOH moduliatorių su subvoltų veikimu [11] diegimas, taip pat buvo parodyta sinusinė moduliacija iki 40 GHz [15,16].Tačiau iššūkis kuriant žemos įtampos didelės spartos SOH moduliatorius yra sukurti labai laidžią jungiamąją juostą.Lygiavertėje grandinėje lizdas gali būti pavaizduotas kondensatoriumi C, o laidžios juostos – rezistoriais R, 1 pav. (b).Atitinkama RC laiko konstanta lemia įrenginio pralaidumą [10,14,17,18].Siekiant sumažinti atsparumą R, buvo pasiūlyta silicio juosteles legiruoti [10,14].Nors dopingas padidina silicio juostelių laidumą (ir dėl to padidina optinius nuostolius), mokama papildoma nuostolių bauda, nes dėl priemaišų sklaidos sutrinka elektronų judrumas [10,14,19].Be to, naujausi gamybos bandymai parodė netikėtai mažą laidumą.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., įsikūrusi Kinijos „Silicio slėnyje“ – Pekine Zhongguancun, yra aukštųjų technologijų įmonė, skirta aptarnauti vidaus ir užsienio mokslinių tyrimų institucijas, tyrimų institutus, universitetus ir įmonių mokslinių tyrimų personalą.Mūsų įmonė daugiausia užsiima nepriklausomais optoelektronikos gaminių tyrimais ir plėtra, projektavimu, gamyba, pardavimu, teikia inovatyvius sprendimus ir profesionalias, individualizuotas paslaugas mokslo tyrėjams ir pramonės inžinieriams.Po daugelio metų nepriklausomų inovacijų ji suformavo turtingą ir tobulą fotoelektrinių gaminių seriją, kuri plačiai naudojama komunalinėse, karinėse, transporto, elektros energijos, finansų, švietimo, medicinos ir kitose pramonės šakose.
Laukiame bendradarbiavimo su jumis!
Paskelbimo laikas: 2023-03-29