Едно от най -важните свойства на оптичния модулатор е неговата скорост на модулация или честотна лента, която трябва да бъде поне толкова бърза, колкото наличната електроника. Транзисторите с транзитни честоти много над 100 GHz вече са демонстрирани в 90 nm силиконова технология и скоростта ще се увеличи допълнително, тъй като минималният размер на характеристиките е намален [1]. Въпреки това, честотната лента на съвременните модулатори на базата на силиций е ограничена. Силиций не притежава χ (2) -ненейност поради своята центросиметрична кристална структура. Използването на напрегнат силиций вече доведе до интересни резултати [2], но нелинейностите все още не позволяват практически устройства. Следователно най-съвременните силиконови фотонни модулатори все още разчитат на дисперсия на свободни носители в PN или щифтови кръстовища [3–5]. Показано е, че напредни пристрастни кръстовища проявяват продукт с дължина на напрежението толкова ниско, колкото Vπl = 0,36 V mm, но скоростта на модулация е ограничена от динамиката на малцинствените носители. Все пак скоростта на данни от 10 GBIT/s са генерирани с помощта на предварителна ефективност на електрическия сигнал [4]. Използването на обратни отклонения вместо това честотната лента е увеличена до около 30 GHz [5,6], но продуктът на дължината на волтагенераща се повиши до Vπl = 40 V mm. За съжаление, такива фазови модулатори на плазмения ефект произвеждат и нежелана модулация на интензивността [7], и те реагират нелинейно на приложеното напрежение. Усъвършенстваните формати на модулация като QAM обаче изискват линейна реакция и чиста фазова модулация, което прави експлоатацията на електрооптичния ефект (ефект на покелите [8]) особено желателно.
2. SOH подход
Наскоро беше предложен подходът на силициево-органичен хибрид (SOH) [9–12]. Пример за SOH модулатор е показан на фиг. 1 (а). Състои се от вълновода на слот, който ръководи оптичното поле, и две силициеви ленти, които електрически свързват оптичния вълновода към металните електроди. Електродите са разположени извън оптичното модално поле, за да се избегнат оптични загуби [13], фиг. 1 (б). Устройството е покрито с електрооптичен органичен материал, който равномерно запълва слота. Модулиращото напрежение се пренася от металния електрически вълновода и се спуска през слота благодарение на проводимите силиконови ленти. След това полученото електрическо поле променя индекса на пречупване в слота през ултра-бързия електрооптичен ефект. Тъй като слотът има ширина от порядъка на 100 nm, няколко волта са достатъчни за генериране на много силни модулиращи полета, които са в порядъка на величината на диелектричната якост на повечето материали. Структурата има висока ефективност на модулация, тъй като както модулирането, така и оптичните полета са концентрирани вътре в слота, фиг. 1 (б) [14]. Всъщност, първите реализации на SOH модулатори с операция на под-волта [11] са показани и е демонстрирана синусоидална модулация до 40 GHz [15,16]. Предизвикателството при изграждането на високоскоростни модулатори с ниско напрежение е да се създаде изключително проводима свързваща лента. В еквивалентна верига слотът може да бъде представен от кондензатор С и проводимите ленти от резистори R, фиг. 1 (б). Съответната константа на RC време определя честотната лента на устройството [10,14,17,18]. За да се намали съпротивлението R, се предполага, че се притискат силиконовите ленти [10,14]. Докато допингът увеличава проводимостта на силициевите ленти (и следователно увеличава оптичните загуби), човек плаща допълнително наказание за загуба, тъй като електронната мобилност е нарушена от разсейването на примесите [10,14,19]. Нещо повече, най -новите опити за производство показват неочаквано ниска проводимост.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., разположен в Китайската „Силиконовата долина“-Пекин Zhongguancun, е високотехнологично предприятие, посветено на обслужване на домашни и чуждестранни изследователски институции, изследователски институти, университети и служители на научните изследвания на научните изследвания. Нашата компания се занимава главно с независимите изследвания и разработки, проектиране, производство, продажби на оптоелектронни продукти и предоставя иновативни решения и професионални, персонализирани услуги за научни изследователи и индустриални инженери. След години на независими иновации, той формира богата и перфектна поредица от фотоелектрически продукти, които се използват широко в общински, военни, транспорт, електрическа енергия, финанси, образование, медицински и други индустрии.
Очакваме с нетърпение да сътрудничим с вас!
Време за публикация: Mar-29-2023