Silicon Photonics ធាតុសកម្ម

Silicon Photonics ធាតុសកម្ម

ឧបករណ៍ដែលមានលក្ខណៈសមាសធាតុសកម្មសំដៅទៅលើការរចនាអន្តរកម្មប្រកបដោយថាមវន្តដែលមានចេតនារវាងពន្លឺនិងរូបធាតុ។ សមាសធាតុសកម្មរបស់អ្នកថតរូបគឺជាឧបករណ៍ម៉ូឌុលអុបទិក។ ទាំងអស់ដែលមានមូលដ្ឋានស៊ីលីកុនបច្ចុប្បន្នម៉ូឌុលអុបទិកគឺផ្អែកលើផលប៉ះពាល់របស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូនឥតគិតថ្លៃប្លាស្មា។ ការផ្លាស់ប្តូរចំនួនអេឡិចត្រុងសេរីនិងប្រហោងក្នុងឯកសារស៊ីលីខនដោយវិធីសាស្រ្តអគ្គិសនីឬអុបទិកអាចផ្លាស់ប្តូរសន្ទស្សន៍ភាពអង់អាច បើប្រៀបធៀបជាមួយអេឡិចត្រុងរន្ធបណ្តាលឱ្យមានសមាមាត្រធំជាងមុននៃសន្ទស្សន៍សន្ទស្សន៍ភាពអបអរសាទរពិតប្រាកដនិងការស្រមើលស្រមៃដែលវាអាចបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលធំជាងមុនសម្រាប់ការផ្លាស់ប្តូរការខាតបង់ដែលបានផ្តល់ឱ្យ, ដូច្នេះនៅក្នុងម៉ូឌុល mach-zhehnderនិងម៉ូឌុលរោទិ៍វាត្រូវបានគេចូលចិត្តប្រើរន្ធដើម្បីធ្វើម៉ូឌុលគំរូដំណាក់កាល.

ផ្សេងៗម៉ូឌុលស៊ីលីខន (ស៊ី) ម៉ូឌុលប្រភេទត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 10 អា។ នៅក្នុងម៉ូឌុលចាក់បញ្ចូលរបស់ក្រុមហ៊ុនអាកាសចរណ៍មានទីតាំងស្ថិតនៅក្នុងស៊ីលីនអ៊ីស៊ីលីនក្នុងមួយមួកធំទូលាយហើយអេឡិចត្រូនិចនិងប្រហោងត្រូវបានចាក់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយម៉ូឌុលបែបនេះយឺតជាងមុនដោយមានកម្រិតបញ្ជូន 500 MHz ព្រោះអេឡិចត្រុងសេរីនិងប្រហោងចំណាយពេលយូរដើម្បីធ្វើសកម្មភាពបន្ទាប់ពីចាក់។ ដូច្នេះរចនាសម្ព័ន្ធនេះត្រូវបានប្រើជាញឹកញាប់ជាឧបករណ៍ចាក់ផ្សាយអុបទិកអថេរ (វីអូអេ) ជាជាងឧបករណ៍ម៉ូឌុល។ នៅក្នុងឧបករណ៍ម៉ូឌែលរបស់ក្រុមហ៊ុនចែកចាយផ្នែកពន្លឺមានទីតាំងស្ថិតនៅក្នុងចំនុចប្រសព្វតូចចង្អៀតហើយទទឹងដែលមានទទឹងនៃផនចនផតត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយវាលអគ្គិសនីដែលបានអនុវត្ត។ ឧបករណ៍ម៉ូឌុលនេះអាចដំណើរការបានក្នុងល្បឿន 50 ជីកាបៃ / វិនាទីប៉ុន្តែមានការបាត់បង់ផ្ទៃខាងក្រោយខ្ពស់ខ្ពស់។ VPIL ធម្មតាគឺ 2 v-cm ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកអុកស៊ីដអុកស៊ីដ (MOS) (តាមពិតអេមអេសអេសអេសអេសអេសអេសអេសអេមអេសមានស្រទាប់អុកស៊ីដស្ដើងនៅក្នុងផើងផាំង។ វាអនុញ្ញាតឱ្យមានការប្រមូលផ្តុំក្រុមហ៊ុនអាកាសចរណ៍មួយចំនួនក៏ដូចជាការថយចុះការថយចុះរបស់ក្រុមហ៊ុនបញ្ជូនដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានទំហំតូចជាងប្រហែល 0,2 v-cm ប៉ុន្តែមានគុណវិបត្តិនៃការខាតបង់អុបទិកខ្ពស់ជាងមុននិងសមត្ថភាពក្នុងមួយឯកតា។ លើសពីនេះទៀតមានឧបករណ៍បកប្រែអគ្គិសនីអេសអេសអេសដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីហ្គែល (យ៉ាលីមអាឡឺម៉ង់យ៉ាន់ស្ព័រ) ចលនាក្រុមតន្រ្តី។ លើសពីនេះទៀតមានឧបករណ៍ម៉ូឌែលក្រាហ្វិនដែលពឹងផ្អែកលើក្រាហ្វិចដើម្បីប្តូររវាងលោហៈស្រូបយកលោហធាតុនិងអ៊ីសូឡង់ថ្លា។ ទាំងនេះបង្ហាញពីភាពចម្រុះនៃការអនុវត្តនៃយន្តការផ្សេងៗគ្នាដើម្បីទទួលបានការបង្ហាញសញ្ញាអុបទិកល្បឿនទាបដែលមានល្បឿនទាប។

រូបភាពទី 10: (ក) ដ្យាក្រាមឆ្លងកាត់ផ្នែកនៃការរចនាម៉ូឌុលអុបទិកដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុននិង (ខ) ដ្យាក្រាមឆ្លងកាត់ផ្នែកនៃការរចនាឧបករណ៍រាវរកអុបទិកឆ្លងកាត់។

ឧបករណ៍បំភ្លឺពន្លឺដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីខនត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាព 10 ខ។ សម្ភារៈស្រូបយកគឺអាឡឺម៉ង់ (GE) ។ GE មានលទ្ធភាពស្រូបយកពន្លឺនៅរលកពន្លឺចុះដល់ប្រហែល 1,6 លាន។ បង្ហាញនៅខាងឆ្វេងគឺជារចនាសម្ព័ន្ធដែលទទួលបានជោគជ័យបំផុតនៅថ្ងៃនេះ។ វាត្រូវបានផ្សំឡើងដោយប្រភេទ P-Payed Silicon ដែល GH ដែល GE មាន។ GE និង Si មានបន្ទះឈើមិនធម្មតា 4% ហើយដើម្បីកាត់បន្ថយការផ្លាស់ទីលំនៅដែលជាស្រទាប់ស្តើងនៃសតេយ្យត្រូវបានដាំដុះជាលើកដំបូងជាស្រទាប់សតិបណ្ដោះអាសន្ន។ N- ប្រភេទ doping ត្រូវបានអនុវត្តនៅផ្នែកខាងលើនៃស្រទាប់ GE ។ ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិក - ដែក (MSM) Photodiode ត្រូវបានបង្ហាញនៅកណ្តាលនិង APD (Avalanche photodetector) ត្រូវបានបង្ហាញនៅខាងស្តាំ។ តំបន់ Avalanche នៅ APD មានទីតាំងនៅ Si ដែលមានលក្ខណៈសំលេងរំខានទាបជាងបើប្រៀបធៀបទៅនឹងតំបន់ Avalanche ក្នុងសមា្ភារៈដៃក្រុម III-V ។

នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះមិនមានដំណោះស្រាយដែលមានគុណសម្បត្តិជាក់ស្តែងក្នុងការធ្វើសមាហរណកម្មការទទួលបានអុបទិកជាមួយនឹងរូបភាពស៊ីលីខនទេ។ រូបភាពទី 11 បង្ហាញពីជម្រើសជាច្រើនដែលអាចធ្វើបានដែលរៀបចំឡើងដោយកំរិតសន្និបាត។ នៅខាងឆ្វេងមានភាពសមាហរណកម្ម Monolithic ដែលរួមមានការប្រើ PPRPitaulium របស់អាឡឺម៉ង់ (GE) ជាសម្ភារៈទទួលបានអុបទិក Erbium-Doped (ដូចជា Al2o3 ដែលត្រូវការការបូមទឹកអុបទិក (GAAS) Quequique Dots ។ ជួរឈរបន្ទាប់គឺ Wafer ដើម្បីធ្វើឱ្យការជួបប្រជុំគ្នាដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការភ្ជាប់អុកស៊ីដនិងសរីរាង្គនៅក្នុងតំបន់ III-v ក្រុមទទួលបានកំណើន។ ជួរឈរបន្ទាប់គឺការជួបប្រជុំគ្នារបស់បន្ទះឈីបដែលពាក់ព័ន្ធនឹងការបង្កប់បន្ទះឈីបក្រុម III-v ចូលក្នុងបែហោងធ្មែញរបស់ Silicon Wafer ហើយបន្ទាប់មកមានរចនាសម្ព័ន្ធ surdguide ។ អត្ថប្រយោជន៍នៃវិធីសាស្រ្តទាំងបីដំបូងនេះគឺថាឧបករណ៍នេះអាចមានមុខងារពេញលេញដែលបានធ្វើតេស្ត៍នៅខាងក្នុង Wafer មុនពេលកាត់។ ជួរឈរខាងស្តាំបំផុតគឺការជួបប្រជុំឈីបទៅឈីបរួមទាំងកាតភ្ជាប់ឈីបស៊ីលីកុនដល់ឈីប III-V ជាក្រុមក៏ដូចជាការភ្ជាប់គ្នាតាមរយៈកញ្ចក់និងកែវភ្នែក។ និន្នាការឆ្ពោះទៅរកកម្មវិធីពាណិជ្ជកម្មកំពុងផ្លាស់ប្តូរពីខាងស្តាំទៅផ្នែកខាងឆ្វេងនៃគំនូសតាងឆ្ពោះទៅរកដំណោះស្រាយដែលបានរួមបញ្ចូលនិងរួមបញ្ចូលគ្នាជាច្រើនទៀត។

រូបភាពទី 11: តើការចំណេញអុបទិកត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងកម្មវិធីថតរូបដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។ នៅពេលដែលអ្នកផ្លាស់ប្តូរពីឆ្វេងទៅស្តាំចំណុចបញ្ចូលការផលិតការផលិតផ្លាស់ទីបន្តិចម្តង ៗ នៅក្នុងដំណើរការ។