ប្រព័ន្ធសម្ភារៈសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា Photonic (PIC)

ប្រព័ន្ធសម្ភារៈសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា Photonic (PIC)

Silicon photonics គឺជាវិន័យដែលប្រើរចនាសម្ព័ន្ធប្លង់ដោយផ្អែកលើសម្ភារៈស៊ីលីកុនដើម្បីដឹកនាំពន្លឺដើម្បីសម្រេចបាននូវមុខងារផ្សេងៗគ្នា។ យើងផ្តោតនៅទីនេះលើការអនុវត្តស៊ីលីកុនតូនិចក្នុងការបង្កើតឧបករណ៍បញ្ជូន និងអ្នកទទួលសម្រាប់ការទំនាក់ទំនងតាមខ្សែកាបអុបទិក។ ដោយសារតម្រូវការក្នុងការបន្ថែមការបញ្ជូនបន្ថែមទៀតនៅកម្រិតបញ្ជូនដែលបានផ្តល់ឱ្យ ការកំណត់ជើងដែលបានផ្តល់ឱ្យ និងការចំណាយដែលបានផ្តល់ឱ្យកើនឡើងនោះ ស៊ីលីកុន photonics កាន់តែមានភាពសន្សំសំចៃ។ សម្រាប់ផ្នែកអុបទិក,បច្ចេកវិទ្យានៃការរួមបញ្ចូល photonicត្រូវតែប្រើ ហើយឧបករណ៍បញ្ជូនដែលស៊ីសង្វាក់គ្នាភាគច្រើននាពេលបច្ចុប្បន្ននេះត្រូវបានសាងសង់ឡើងដោយប្រើប្រាស់ឧបករណ៍បំប្លែងសៀគ្វីរលកពន្លឺ LiNbO3/ planar (PLC) ដាច់ដោយឡែក និងឧបករណ៍ទទួល InP/PLC ។

រូបភាពទី 1៖ បង្ហាញប្រព័ន្ធសម្ភារៈរួមផ្សំ photonic (PIC) ដែលប្រើជាទូទៅ។

រូបភាពទី 1 បង្ហាញពីប្រព័ន្ធសម្ភារៈ PIC ដែលពេញនិយមបំផុត។ ពីឆ្វេងទៅស្តាំគឺស៊ីលីកុន PIC ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជា PLC) អ៊ីសូឡង់ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន PIC (ស៊ីលីកុនហ្វូតូនិច) លីចូម niobate (LiNbO3) និង III-V ក្រុម PIC ដូចជា InP និង GaAs ។ ឯកសារនេះផ្តោតសំខាន់លើ photonics ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។ ក្នុងស៊ីលីកុន photonicsសញ្ញាពន្លឺធ្វើដំណើរជាចម្បងនៅក្នុងស៊ីលីកុនដែលមានគម្លាតក្រុមដោយប្រយោលនៃ 1.12 វ៉ុលអេឡិចត្រុង (ជាមួយនឹងរលកប្រវែង 1.1 មីក្រូ) ។ ស៊ីលីកុនត្រូវបានដាំដុះក្នុងទម្រង់ជាគ្រីស្តាល់សុទ្ធនៅក្នុងចង្រ្កានហើយបន្ទាប់មកកាត់ចូលទៅក្នុង wafers ដែលសព្វថ្ងៃនេះជាធម្មតាមានអង្កត់ផ្ចិត 300 មីលីម៉ែត្រ។ ផ្ទៃ wafer ត្រូវបានកត់សុីដើម្បីបង្កើតជាស្រទាប់ស៊ីលីកា។ មួយក្នុងចំណោម wafers ត្រូវបានទម្លាក់ដោយអាតូមអ៊ីដ្រូសែនទៅជម្រៅជាក់លាក់មួយ។ បន្ទាប់មក wafers ទាំងពីរត្រូវបានបញ្ចូលគ្នានៅក្នុងកន្លែងទំនេរមួយ ហើយស្រទាប់អុកស៊ីតរបស់វាភ្ជាប់គ្នាទៅវិញទៅមក។ ការជួបប្រជុំគ្នាបំបែកនៅតាមបណ្តោយបន្ទាត់ implantation អ៊ីយ៉ុងអ៊ីដ្រូសែន។ បន្ទាប់មកស្រទាប់ស៊ីលីកុននៅស្នាមប្រេះត្រូវបានប៉ូលា ហើយនៅទីបំផុតបានបន្សល់ទុកស្រទាប់ស្តើងនៃគ្រីស្តាល់ Si នៅលើកំពូលនៃស៊ីលីកុន "ដោះស្រាយ" wafer នៅលើកំពូលនៃស្រទាប់ស៊ីលីកា។ Waveguides ត្រូវបានបង្កើតឡើងពីស្រទាប់គ្រីស្តាល់ស្តើងនេះ។ ខណៈពេលដែល wafers ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន (SOI) ទាំងនេះធ្វើឱ្យរលកសូលុយស្យុងស៊ីលីកុនដែលបាត់បង់តិចអាចធ្វើទៅបាន ពួកវាត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងសៀគ្វី CMOS ថាមពលទាប ដោយសារតែចរន្តលេចធ្លាយទាបដែលពួកគេផ្តល់។

មានទម្រង់រលកអុបទិកដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុនជាច្រើនដែលអាចធ្វើទៅបាន ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2។ ពួកវាមានចាប់ពី microscale germanium-doped silica waveguides រហូតដល់ nanoscale Silicon Wire waveguides ។ ដោយការលាយ germanium វាគឺអាចធ្វើទៅបានឧបករណ៍ចាប់រូបភាពនិងការស្រូបយកអគ្គិសនីម៉ូឌុលហើយប្រហែលជាសូម្បីតែឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក។ ដោយសារធាតុញៀនស៊ីលីកុន កម៉ូឌុលអុបទិកអាចត្រូវបានធ្វើឡើង។ ផ្នែកខាងក្រោមពីឆ្វេងទៅស្តាំមាន៖ មគ្គុទ្ទេសក៍រលកខ្សែស៊ីលីកុន, មគ្គុទ្ទេសក៍រលកស៊ីលីកុននីត្រាត, មគ្គុទ្ទេសក៍រលកស៊ីលីកុនអុកស៊ីនីទ្រីត, មគ្គុទ្ទេសក៍រលកស៊ីលីកុនក្រាស់, មគ្គុទ្ទេសក៍រលកស៊ីលីកុននីត្រាតស្តើង និងមគ្គុទ្ទេសក៍រលកស៊ីលីកុន។ នៅផ្នែកខាងលើ ពីឆ្វេងទៅស្តាំ មានម៉ូឌុល depletion, germanium photodetectors និង germaniumឧបករណ៍ពង្រីកអុបទិក.


រូបភាពទី 2៖ ផ្នែកឆ្លងកាត់នៃស៊េរីមគ្គុទ្ទេសក៍រលកអុបទិកដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ដែលបង្ហាញពីការបាត់បង់ការសាយភាយធម្មតា និងសន្ទស្សន៍ចំណាំងបែរ។


ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ១៥ ខែកក្កដា ឆ្នាំ ២០២៤