אחד המאפיינים החשובים ביותר של מאפנן אופטי הוא מהירות האפנון שלו או רוחב הפס, שאמור להיות מהיר לפחות כמו האלקטרוניקה הזמינה.טרנזיסטורים בעלי תדרי מעבר הרבה מעל 100 גיגה-הרץ כבר הוכחו בטכנולוגיית סיליקון של 90 ננומטר, והמהירות תגדל עוד יותר ככל שגודל התכונה המינימלי יקטן [1].עם זאת, רוחב הפס של מאפננים מבוססי סיליקון של ימינו מוגבל.לסיליקון אין χ(2)-לא-לינאריות בגלל המבנה הגבישי הצנטרוסימטרי שלו.השימוש בסיליקון מתוח הוביל כבר לתוצאות מעניינות [2], אך האי-ליניאריות עדיין לא מאפשרת התקנים מעשיים.מאפננים פוטוניים סיליקון חדישים לפיכך עדיין מסתמכים על פיזור נשאים חופשיים בצמתי pn או פינים [3-5].הוכח כי צמתים מוטים קדימה מציגים תוצר של אורך מתח נמוך כמו VπL = 0.36 V מ"מ, אך מהירות האפנון מוגבלת על ידי הדינמיקה של נושאי מיעוט.ובכל זאת, קצבי נתונים של 10 Gbit/s נוצרו בעזרת הדגשה מוקדמת של האות החשמלי [4].באמצעות שימוש בצמתים מוטים הפוכים במקום זאת, רוחב הפס הוגדל לכ-30 GHz [5,6], אך תוצר אורך המתח עלה ל-VπL = 40 V mm.למרבה הצער, מאפני פאזה של אפקט פלזמה כאלה מייצרים גם אפנון אינטנסיביות לא רצוי [7], והם מגיבים באופן לא ליניארי למתח המופעל.עם זאת, פורמטי אפנון מתקדמים כמו QAM דורשים תגובה ליניארית ואפנון פאזה טהור, מה שהופך את הניצול של האפקט האלקטרו-אופטי (אפקט Pockels [8]) למתבקש במיוחד.
2. גישת SOH
לאחרונה הוצעה גישת הסיליקון-אורגני ההיברידית (SOH) [9-12].דוגמה למאפנן SOH מוצגת באיור 1(א).הוא מורכב ממוליך גל חריץ המנחה את השדה האופטי, ושתי פסי סיליקון המחברים באופן חשמלי את מוליך הגל האופטי לאלקטרודות המתכתיות.האלקטרודות ממוקמות מחוץ לשדה המודאלי האופטי כדי למנוע הפסדים אופטיים [13], איור 1(ב).המכשיר מצופה בחומר אורגני אלקטרו-אופטי הממלא באופן אחיד את החריץ.המתח המאפנן נישא על ידי מוליך הגל החשמלי המתכתי ויורד על פני החריץ הודות לרצועות הסיליקון המוליכות.השדה החשמלי שנוצר לאחר מכן משנה את אינדקס השבירה בחריץ באמצעות האפקט האלקטרו-אופטי המהיר במיוחד.מכיוון שלחריץ יש רוחב בסדר גודל של 100 ננומטר, מספיקים כמה וולטים כדי ליצור שדות אפנון חזקים מאוד שהם בסדר גודל של החוזק הדיאלקטרי של רוב החומרים.למבנה יש יעילות אפנון גבוהה שכן גם השדות המווסתים וגם השדה האופטי מרוכזים בתוך החריץ, איור 1(ב) [14].אכן, מימושים ראשונים של מאפננים SOH עם פעולת תת-וולט [11] כבר הוצגו, והוכחה אפנון סינוסואידי עד 40 GHz [15,16].עם זאת, האתגר בבניית מאפננים SOH מהירים במתח נמוך הוא ליצור רצועת חיבור מוליכה מאוד.במעגל שווה החריץ יכול להיות מיוצג על ידי קבל C ואת הפסים המוליכים על ידי נגדים R, איור 1(ב).קבוע הזמן המתאים RC קובע את רוחב הפס של המכשיר [10,14,17,18].על מנת להקטין את ההתנגדות R, הוצע לסמם את רצועות הסיליקון [10,14].בעוד שסימום מגביר את המוליכות של רצועות הסיליקון (ולכן מגביר את ההפסדים האופטיים), משלמים קנס הפסד נוסף מכיוון שניידות האלקטרונים נפגעת מפיזור זיהומים [10,14,19].יתרה מכך, ניסיונות הייצור האחרונים הראו מוליכות נמוכה באופן בלתי צפוי.
Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. ממוקם ב"עמק הסיליקון" של סין - Beijing Zhongguancun, הוא מיזם היי-טק המוקדש לשירות מוסדות מחקר מקומיים וזרים, מכוני מחקר, אוניברסיטאות ואנשי מחקר מדעיים ארגוניים.חברתנו עוסקת בעיקר במחקר ופיתוח עצמאי, עיצוב, ייצור, מכירה של מוצרים אופטואלקטרוניים, ומספקת פתרונות חדשניים ושירותים מקצועיים מותאמים אישית לחוקרים מדעיים ומהנדסי תעשייה.לאחר שנים של חדשנות עצמאית, היא יצרה סדרה עשירה ומושלמת של מוצרים פוטו-אלקטריים, הנמצאים בשימוש נרחב בתעשיות עירוניות, צבאיות, תחבורה, חשמל, פיננסים, חינוך, רפואה ועוד.
אנו מצפים לשיתוף פעולה איתך!
זמן פרסום: 29-3-2023