Ena najpomembnejših lastnosti optičnega modulatorja je njegova modulacijska hitrost ali pasovna širina, ki mora biti vsaj tako hitra kot razpoložljiva elektronika.Tranzistorji, ki imajo prehodne frekvence precej nad 100 GHz, so že bili dokazani v 90 nm tehnologiji silicija, hitrost pa se bo še povečala, ko se zmanjša minimalna velikost lastnosti [1].Vendar pa je pasovna širina današnjih modulatorjev na osnovi silicija omejena.Silicij nima χ(2)-nelinearnosti 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 spojih [3–5].Pokazalo se je, da imajo sprednji pristranski spoji produkt napetosti in dolžine tako nizek kot VπL = 0,36 V mm, vendar je hitrost modulacije omejena z dinamiko manjšinskih nosilcev.Kljub temu so bile podatkovne hitrosti 10 Gbit/s ustvarjene s pomočjo predpoudarka električnega signala [4].Namesto tega z uporabo reverzno prednapetih stičišč se je pasovna širina povečala na približno 30 GHz [5,6], vendar je produkt napetostne dolžine narasel na VπL = 40 V mm.Na žalost takšni fazni modulatorji s plazemskim učinkom proizvajajo tudi neželeno jakostno modulacijo [7] in se odzivajo nelinearno na uporabljeno napetost.Napredni modulacijski formati, kot je QAM, pa zahtevajo linearni odziv in čisto fazno modulacijo, zaradi česar je izkoriščanje elektrooptičnega učinka (Pockelsov 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 režnega valovoda, ki vodi optično polje, in dveh silikonskih trakov, ki električno povezujeta optični valovod s kovinskimi elektrodami.Elektrode so nameščene zunaj optičnega modalnega polja, da se izognemo optičnim izgubam [13], slika 1(b).Naprava je prevlečena z elektrooptičnim organskim materialom, ki enakomerno zapolni režo.Modulacijsko napetost prenaša kovinski električni valovod in pade čez režo zahvaljujoč prevodnim silicijevim trakom.Nastalo električno polje nato spremeni lomni količnik v reži z ultra hitrim elektrooptičnim učinkom.Ker ima reža širino reda 100 nm, je nekaj voltov dovolj za ustvarjanje zelo močnih modulacijskih polj, ki so v velikosti dielektrične trdnosti večine materialov.Struktura ima visoko modulacijsko učinkovitost, saj sta tako modulacijsko kot optično polje koncentrirana znotraj reže, slika 1(b) [14].Prve izvedbe modulatorjev SOH s subvoltnim delovanjem so bile že prikazane [11] in prikazana je bila sinusna modulacija do 40 GHz [15,16].Vendar pa je izziv pri izdelavi nizkonapetostnih modulatorjev visoke hitrosti SOH ustvariti visoko prevodni povezovalni trak.V enakovrednem vezju lahko režo predstavi kondenzator C, prevodne trakove pa upori R, slika 1 (b).Ustrezna časovna konstanta RC določa pasovno širino naprave [10,14,17,18].Da bi zmanjšali upor R, je bilo predlagano dopiranje silicijevih trakov [10,14].Medtem ko dopiranje poveča prevodnost silicijevih trakov (in s tem poveča optične izgube), se plača dodatna kazen za izgubo, ker je mobilnost elektronov oslabljena zaradi sipanja nečistoč [10,14,19].Poleg tega so zadnji poskusi izdelave pokazali nepričakovano nizko prevodnost.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. s sedežem v kitajski »Silicijevi dolini« – Beijing Zhongguancun, je visokotehnološko podjetje, namenjeno oskrbi domačih in tujih raziskovalnih ustanov, raziskovalnih inštitutov, univerz in osebja za znanstvene raziskave podjetij.Naše podjetje se v glavnem ukvarja z neodvisnimi raziskavami in razvojem, oblikovanjem, proizvodnjo, prodajo optoelektronskih izdelkov ter zagotavljanjem inovativnih rešitev in profesionalnih, personaliziranih storitev za znanstvene raziskovalce in industrijske inženirje.Po letih neodvisnih inovacij je oblikoval bogato in popolno serijo fotoelektričnih izdelkov, ki se pogosto uporabljajo v komunalni, vojaški, transportni, elektroenergetski, finančni, izobraževalni, medicinski in drugih panogah.
Veselimo se sodelovanja z vami!
Čas objave: 29. marec 2023