Одним из наиболее важных свойств оптического модулятора является его скорость модуляции или полоса пропускания, которые должны быть по крайней мере такой же быстрой, как доступная электроника. Транзисторы, имеющие транзитные частоты, значительно выше 100 ГГц, уже были продемонстрированы в 90 нм кремниевой технологии, и скорость еще больше увеличится по мере уменьшения минимального размера признака [1]. Тем не менее, пропускная способность современных кремниевых модуляторов ограничена. Кремний не обладает χ (2) -nonlinearity из-за своей центро-симметричной кристаллической структуры. Использование напряженного кремния уже привело к интересным результатам [2], но нелинейности еще не допускают практические устройства. Таким образом, современные кремниевые фотонные модуляторы все еще полагаются на дисперсию свободного перевозки в перекрестках PN или PIN [3–5]. Было показано, что прямые смещенные соединения демонстрируют продукт длины напряжения, составляющий низкий уровень Vπl = 0,36 В мм, но скорость модуляции ограничена динамикой носителей меньшинств. Тем не менее, скорости передачи данных 10 Гбит/с были получены с помощью предварительного экземпляра электрического сигнала [4]. Вместо этого используя переходные соединения, пропускная способность была увеличена примерно до 30 ГГц [5,6], но продукт VoltageLength выросла до Vπl = 40 В мм. К сожалению, такие модуляторы фазы плазменного эффекта также производят нежелательную интенсивную модуляцию [7], и они нелинейно реагируют на приложенное напряжение. Усовершенствованные форматы модуляции, такие как QAM, требуют, однако, линейного отклика и чисто-фазовой модуляции, что делает эксплуатацию электрооптического эффекта (эффект Pockels [8]) особенно желательной.
2. SOH подход
В последнее время был предложен кремниевыйорганический гибридный (SOH) подход [9–12]. Пример модулятора SOH показан на рис. 1 (а). Он состоит из слот -волновода, направляющего оптическое поле, и двух кремниевых полос, которые электрически соединяют оптический волновод с металлическими электродами. Электроды расположены за пределами оптического модального поля, чтобы избежать оптических потерь [13], рис. 1 (б). Устройство покрыто электрооптическим органическим материалом, который равномерно заполняет слот. Модулирующее напряжение переносится металлическим электрическим волноводом и опускается через прорези благодаря проводящим кремниевым полоскам. Полученное электрическое поле затем изменяет индекс преломления в слоте с помощью сверхбысткого электрооптического эффекта. Поскольку слот имеет ширину в порядке 100 нм, несколько вольт достаточно, чтобы генерировать очень сильные модулирующие поля, которые находятся в порядке диэлектрической прочности большинства материалов. Структура имеет высокую эффективность модуляции, поскольку как модулирующие, так и оптические поля сосредоточены внутри слота, рис. 1 (б) [14]. Действительно, были уже показаны первые реализации модуляторов SOH с операцией субнологического населения [11], и была продемонстрирована синусоидальная модуляция до 40 ГГц [15,16]. Тем не менее, задача в создании высокоскоростных модуляторов SOH с низким напряжением заключается в создании высокопрофессиональной соединительной полосы. В эквивалентной схеме слот может быть представлен конденсатором C и проводящими полосами резисторами R, рис. 1 (b). Соответствующая постоянная времени RC определяет полосу пропускания устройства [10,14,17,18]. Чтобы уменьшить сопротивление r, было предложено допировать кремниевые полосы [10,14]. В то время как допинг увеличивает проводимость кремниевых полос (и, следовательно, увеличивает оптические убытки), один выплачивает дополнительный штраф за убытки, поскольку подвижность электронов нарушена при рассеянии примесей [10,14,19]. Более того, самые последние попытки изготовления показали неожиданно низкую проводимость.
Пекин Rofea Optoelectronics Co., Ltd., расположенная в «Силиконовой долине» Китая-Пекин Чжунгуанкан, является высокотехнологичным предприятием, посвященным обслуживанию домашних и иностранных исследовательских институтов, исследовательских институтов, университетов и персонала научных исследований предприятия. Наша компания в основном занимается независимыми исследованиями и разработками, проектированием, производством, продажами оптоэлектронных продуктов и предоставляет инновационные решения и профессиональные, персонализированные услуги для научных исследователей и инженеров -промышленных. После многих лет независимых инноваций он сформировал богатую и идеальную серию фотоэлектрических продуктов, которые широко используются в муниципальных, военных, транспортных, электроэнергетических энергетике, финансах, образовании, медицинских и других отраслях.
Мы с нетерпением ждем сотрудничества с вами!
Пост времени: 29-2023 марта