אחד המאפיינים החשובים ביותר של מודולטור אופטי הוא מהירות המודולציה או רוחב הפס שלו, אשר אמורים להיות מהיר לפחות כמו האלקטרוניקה הזמינה. טרנזיסטורים בעלי תדרי מעבר מעל 100 ג'יגה הרץ כבר הוכחו בטכנולוגיית סיליקון של 90 ננומטר, והמהירות תגדל עוד יותר ככל שגודל התכונה המינימלית מופחת [1]. עם זאת, רוחב הפס של מודולטורים מבוססי סיליקון של ימינו מוגבל. לסיליקון אין χ (2)-לא-ליניאריות בגלל המבנה הגבישי הצנטרו-סימטרי שלו. השימוש בסיליקון מתוח הוביל לתוצאות מעניינות כבר [2], אך אי -הליניאריות עדיין לא מאפשרות מכשירים מעשיים. לפיכך, מודולטורים פוטוניים של סיליקון חדישים עדיין מסתמכים על פיזור נשא חופשי בצמתים PN או PIN [3–5]. צמתים מוטים קדימה הוכחו כמציגים מוצר באורך מתח נמוך כמו vπl = 0.36 וולט מ"מ, אך מהירות האפנון מוגבלת על ידי הדינמיקה של נושאי המיעוט. ובכל זאת, שיעורי נתונים של 10 ג'יגה/ים נוצרו בעזרת הדגשה מקדימה של האות החשמלי [4]. במקום זאת באמצעות צמתים מוטים הפוכים, רוחב הפס הוגדל לכ- 30 ג'יגה הרץ [5,6], אך המוצר voltageLenge עלה ל- vπl = 40 וולט מ"מ. לרוע המזל, מודולי שלב אפקט פלזמה כאלה מייצרים גם אפנון בעוצמה בלתי רצויה [7], והם מגיבים באופן לא לינארי למתח המופעל. עם זאת, פורמטים של אפנון מתקדמים כמו QAM דורשים תגובה ליניארית ומודולציה שלב טהור, מה שהופך את ניצול האפקט האלקטרו-אופטי (אפקט Pockels [8]) לרצוי במיוחד.
2. גישה SOH
לאחרונה הוצעה הגישה ההיברידית הסיליקונית-אורגנית (SOH) [9–12]. דוגמה למודולטור SOH מוצגת באיור 1 (א). זה מורכב ממגוון גל גל המנחה את השדה האופטי, ושתי רצועות סיליקון המחברות באופן חשמלי את מוליך הגל האופטי לאלקטרודות המתכות. האלקטרודות ממוקמות מחוץ לשדה המודאלי האופטי כדי למנוע הפסדים אופטיים [13], איור 1 (ב). המכשיר מצופה בחומר אורגני אלקטרו-אופטי שממלא באופן אחיד את החריץ. המתח המווסת נשא על ידי מוליך הגל החשמלי המתכתי ונופל על פני החריץ בזכות רצועות הסיליקון המוליכות. לאחר מכן השדה החשמלי המתקבל משנה את מדד השבירה בחריץ דרך האפקט האלקטרו-אופטי המהיר במיוחד. מכיוון שלמשבצת יש רוחב בסדר גודל של 100 ננומטר, מספיק וולט כדי לייצר שדות מודולציה חזקים מאוד שהם בסדר גודל של חוזק הדיאלקטרי של מרבית החומרים. למבנה יעילות אפנון גבוהה מכיוון ששני המודולציה וגם השדות האופטיים מרוכזים בתוך החריץ, איור 1 (ב) [14]. אכן, כבר הוצגו יישומים ראשונים של מודולי SOH עם פעולת תת וולט [11], והודגמו אפנון סינוסואידי עד 40 ג'יגה הרץ [15,16]. עם זאת, האתגר בבניית מודולי SOH במהירות גבוהה במתח גבוה הוא ליצור רצועת חיבור מוליכה ביותר. במעגל שווה ערך החריץ יכול להיות מיוצג על ידי קבל C ואת הרצועות המוליכות על ידי נגדים R, איור 1 (ב). קבוע זמן ה- RC המתאים קובע את רוחב הפס של המכשיר [10,14,17,18]. על מנת להפחית את ההתנגדות R, הוצע לספל את רצועות הסיליקון [10,14]. בעוד שסמים מגדילים את המוליכות של רצועות הסיליקון (ולכן מגדילה את ההפסדים האופטיים), אחד משלם עונש הפסד נוסף מכיוון שניידות האלקטרונים נפגעת על ידי פיזור טומאה [10,14,19]. יתר על כן, ניסיונות הייצור האחרונים הראו מוליכות נמוכה באופן בלתי צפוי.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. הממוקמת בסרט "עמק הסיליקון" של סין-בייג'ינג ז'ונגגאנקון, היא מפעל היי-טק המוקדש לשירת מוסדות מחקר מקומיים וזרים, מכוני מחקר, אוניברסיטאות ואנשי מחקר מדעיים ארגוניים. החברה שלנו עוסקת בעיקר במחקר ופיתוח עצמאי, תכנון, ייצור, מכירות של מוצרים אופטו -אלקטרוניים, ומספקת פתרונות חדשניים ושירותים מקצועיים, מותאמים אישית לחוקרים מדעיים ומהנדסים תעשייתיים. לאחר שנים של חדשנות עצמאית, היא הקימה סדרה עשירה ומושלמת של מוצרים פוטואלקטריים, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשיות עירוניות, צבאיות, תחבורה, חשמל, פיננסים, חינוך, רפואה ותעשיות אחרות.
אנו מצפים לשיתוף פעולה איתך!
זמן הודעה: MAR-29-2023