Ena najpomembnejših lastnosti optičnega modulatorja je njegova hitrost modulacije ali pasovna širina, ki mora biti vsaj tako hitra kot razpoložljiva elektronika. Tranzistorji, ki imajo tranzitne frekvence, nad 100 GHz, so že dokazani v 90 nm silicijevi tehnologiji, hitrost pa se bo še povečala, ko se bo zmanjšala minimalna velikost značilnosti [1]. Vendar je pasovna širina današnjih silicijevih modulatorjev omejena. Silicij nima χ (2) -nonlinearnosti zaradi svoje centro-simetrične kristalne strukture. Uporaba napetega silicija je že privedla do zanimivih rezultatov [2], vendar nelinearnosti še ne omogočajo praktičnih naprav. Najsodobnejši silicijevi fotonski modulatorji se zato še vedno zanašajo na disperzijo prostih nosilcev v PN ali Pin Junctions [3–5]. Pokazalo se je, da so pristranski pristranski vklopni produkt napetostni dolžini, ki je nizek kot vπl = 0,36 V mm, vendar je hitrost modulacije omejena z dinamiko manjšinskih nosilcev. Kljub temu so bile s pomočjo pred-poudarjene stopnje električnega signala ustvarjene hitrosti podatkov 10 gbit/s [4]. Namesto tega se je uporaba povratnih pristranskih stikov povečala na pasovno širino na približno 30 GHz [5,6], vendar se je izdelek VoltageLength povečal na vπl = 40 V mm. Na žalost takšni fazni modulatorji plazemskega učinka proizvajajo tudi neželeno modulacijo intenzivnosti [7] in na uporabljeno napetost se odzivajo nelinearno. Napredne modulacijske formate, kot je QAM, pa zahtevajo linearni odziv in čisti fazni modulacija, zaradi česar je izkoriščanje elektro-optičnega učinka (Pocketsov učinek [8]) še posebej zaželeno.
2. SOH pristop
Pred kratkim je bil predlagan pristop silicijevega organskega hibrida (SOH) [9–12]. Primer modulatorja SOH je prikazan na sliki 1 (a). Sestavljen je iz igralnega valovoda, ki vodi optično polje, in dveh silicijevih trakov, ki električno povežeta optični valovod s kovinskimi elektrodami. Elektrode so nameščene zunaj optičnega modalnega polja, da se izognejo optičnim izgubam [13], slika 1 (b). Naprava je prevlečena z elektro-optičnim organskim materialom, ki enakomerno napolni režo. Modulacijsko napetost prenaša kovinski električni valovod in se zaradi prevodnih silicijevih trakov spusti čez režo. Nastalo električno polje nato spremeni indeks loma v reži skozi ultra hitri elektro-optični učinek. Ker ima reža širina v vrstnem redu 100 nm, je nekaj voltov dovolj, da ustvarijo zelo močna modulacijska polja, ki so v vrstnem redu dielektrične trdnosti večine materialov. Struktura ima visoko učinkovitost modulacije, saj sta modulacijski in optični polji koncentrirana znotraj reže, slika 1 (b) [14]. Dejansko so bile že prikazane prve izvedbe modulatorjev SOH z operacijo sub-volta [11] in dokazano je bilo sinusoidna modulacija do 40 GHz [15,16]. Vendar je izziv pri gradnji nizkonapetostnih modulatorjev SOH z nizko napetosti ustvariti zelo prevodni povezovalni trak. V enakovrednem vezju lahko režo predstavljamo s kondenzatorjem C in prevodnimi trakovi z upori r, slika 1 (b). Ustrezna časovna konstanta RC določa pasovno širino naprave [10,14,17,18]. Da bi zmanjšali odpor R, je bilo predlagano, da silicijeve trakove odstranimo [10,14]. Medtem ko doping povečuje prevodnost silicijevih trakov (in zato poveča optične izgube), ena plača dodatno kazen izgube, ker je mobilnost elektronov oslabljena z nečistočo razprševanje [10,14,19]. Poleg tega so najnovejši poskusi izdelave pokazali nepričakovano nizko prevodnost.
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd., ki se nahaja v Kitajski "Silicijevi dolini"-Peking Zhongguancun, je visokotehnološko podjetje, namenjeno služenju domačim in tujim raziskovalnim ustanovam, raziskovalnemu raziskovalnemu raziskovalnemu raziskovalnemu osebju. Naše podjetje se ukvarja predvsem z neodvisnimi raziskavami in razvojem, oblikovanjem, proizvodnjo, prodajo optoelektronskih izdelkov in ponuja inovativne rešitve in profesionalne, prilagojene storitve za znanstvene raziskovalce in industrijske inženirje. Po letih neodvisnih inovacij je oblikoval bogato in popolno vrsto fotoelektričnih izdelkov, ki se pogosto uporabljajo v občinskih, vojaških, prevozu, električni energiji, financah, izobraževanju, medicinskih in drugih panogah.
Veselimo se sodelovanja z vami!
Čas objave: Mar-29-2023