Jednou z najdôležitejších vlastností optického modulátora je jeho modulačná rýchlosť alebo šírka pásma, ktorá by mala byť prinajmenšom taká rýchla ako dostupná elektronika. Tranzistory, ktoré majú tranzitné frekvencie vysoko nad 100 GHz, už boli demonštrované v kremíkovej technológii 90 nm a rýchlosť sa bude ďalej zvyšovať, keď sa zmenšuje minimálna veľkosť prvku [1]. Šírka pásma súčasných modulátorov založených na kremíku je však obmedzená. Kremík nemá χ (2) -ninearita v dôsledku svojej stredo-symetrickej kryštalickej štruktúry. Použitie napätého kremíka už viedlo k zaujímavým výsledkom [2], ale nelinearity zatiaľ neumožňujú praktické zariadenia. Najmodernejšie kremíkové fotonické modulátory sa preto stále spoliehajú na disperziu voľného nosiča v križovatkách PN alebo PIN [3–5]. Ukázalo sa, že vpred skreslené križovatky vykazujú produkt s dĺžkou napätia tak nízky ako Vπl = 0,36 V mm, ale rýchlosť modulácie je obmedzená dynamikou menšinových nosičov. Sadzby dát 10 GBIT/s sa napriek tomu vygenerovali pomocou pre-emfázy elektrického signálu [4]. Namiesto toho sa pomocou reverzných skreslených spojov zvýšila šírka pásma na približne 30 GHz [5,6], ale produkt voltagélovej dĺžky vzrástol na Vπl = 40 V mm. Bohužiaľ, takéto modulátory fázy plazmového efektu produkujú aj nežiaducu moduláciu intenzity [7] a nelineárne reagujú na aplikované napätie. Pokročilé modulačné formáty, ako je QAM, si však vyžadujú lineárnu odozvu a čistú fázovú moduláciu, vďaka čomu je obzvlášť žiaduce využitie elektromoptického efektu (vrecká [8]).
2. Soh prístup
Nedávno bol navrhnutý prístup k kremíku-organickým hybridným (SOH) [9–12]. Príklad modulátora SOH je znázornený na obrázku 1 (a). Skladá sa z slotového vlnovodu vedenia optického poľa a dvoch kremíkových prúžkov, ktoré elektricky spájajú optický vlnovod s kovovými elektródami. Elektródy sú umiestnené mimo optického modálneho poľa, aby sa predišlo optickým stratám [13], obr. 1 (b). Zariadenie je potiahnuté elektrooptickým organickým materiálom, ktorý rovnomerne vyplní slot. Modulačné napätie je prenášané kovovým elektrickým vlnovodom a vďaka slotu prepadne vďaka vodivým kremíkovým prúžkom. Výsledné elektrické pole potom zmení index lomu v štrbine prostredníctvom ultra rýchlych elektrooptických účinkov. Pretože slot má šírku v poradí 100 nm, niekoľko voltov stačí na generovanie veľmi silných modulačných polí, ktoré sú v poradí veľkosti dielektrickej pevnosti väčšiny materiálov. Štruktúra má vysokú účinnosť modulácie, pretože modulačné aj optické polia sú koncentrované vo vnútri slotu, obr. 1 (b) [14]. V skutočnosti už boli ukázané prvé implementácie modulátorov SOH s pod-voltovou operáciou [11] a bola preukázaná sínusová modulácia do 40 GHz [15,16]. Výzvou pri budovaní nízko napätia vysokorýchlostných modulátorov SOH je však vytvorenie vysoko vodivého spojovacieho pásu. V ekvivalentnom obvode môže byť štrbina reprezentovaná kondenzátorom C a vodivé prúžky rezistormi R, obr. 1 (b). Zodpovedajúca časová konštanta RC určuje šírku pásma zariadenia [10,14,17,18]. Aby sa znížila rezistencia R, bolo navrhnuté, aby sa kremíkové prúžky dopustili [10,14]. Zatiaľ čo doping zvyšuje vodivosť kremíkových prúžkov (a preto zvyšuje optické straty), platí jeden trest straty, pretože mobilita elektrónov je narušená rozptylom nečistôt [10,14,19]. Okrem toho posledné pokusy o výrobu vykazovali neočakávane nízku vodivosť.
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd., ktorá sa nachádza v čínskom „Silicon Valley“-Peking Zhongguancun, je high-tech podnikom, ktorý sa venuje službe domácim a zahraničným výskumným inštitúciám, výskumným inštitúciám, univerzitám a podnikovým vedeckým výskumným pracovníkom. Naša spoločnosť sa zaoberá najmä nezávislým výskumom a vývojom, dizajnom, výrobou, predajom optoelektronických výrobkov a poskytuje inovatívne riešenia a profesionálne osobné služby pre vedeckých výskumných pracovníkov a priemyselných inžinierov. Po rokoch nezávislých inovácií vytvorila bohatú a dokonalú sériu fotoelektrických výrobkov, ktoré sa široko používajú v komunálnom, armáde, doprave, elektrickej energii, financovaní, vzdelávaní, lekárskych a iných odvetviach.
Tešíme sa na spoluprácu s vami!
Čas príspevku: marca-29-2023