ෆොටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ (PIC) ද්රව්ය පද්ධතිය

ෆොටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ (PIC) ද්රව්ය පද්ධතිය

සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් යනු විවිධ ක්‍රියාකාරකම් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා ආලෝකය යොමු කිරීම සඳහා සිලිකන් ද්‍රව්‍ය මත පදනම් වූ තල ව්‍යුහයන් භාවිතා කරන විනයකි. ෆයිබර් ඔප්ටික් සන්නිවේදනය සඳහා සම්ප්‍රේෂක සහ ග්‍රාහක නිර්මාණය කිරීමේදී සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් යෙදීම කෙරෙහි අපි මෙහිදී අවධානය යොමු කරමු. ලබා දී ඇති කලාප පළලක්, දී ඇති අඩිපාරක් සහ දී ඇති පිරිවැයක් මත වැඩි සම්ප්‍රේෂණයක් එකතු කිරීමේ අවශ්‍යතාවය වැඩි වන විට, සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් වඩාත් ආර්ථිකමය වශයෙන් ශක්තිමත් වේ. දෘශ්‍ය කොටස සඳහා,ෆොටෝනික් ඒකාබද්ධතා තාක්ෂණයභාවිතා කළ යුතු අතර, අද බොහෝ සුසංයෝගී සම්ප්‍රේෂකයන් වෙනම LiNbO3/ planar light-wave circuit (PLC) මොඩියුලේටර් සහ InP/PLC ග්‍රාහක භාවිතා කර තනා ඇත.

රූපය 1: බහුලව භාවිතා වන ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ පරිපථ (PIC) ද්රව්ය පද්ධති පෙන්වයි.

රූප සටහන 1 හි වඩාත් ජනප්රිය PIC ද්රව්ය පද්ධති පෙන්වයි. වමේ සිට දකුණට සිලිකන් මත පදනම් වූ සිලිකා PIC (PLC ලෙසද හැඳින්වේ), සිලිකන් මත පදනම් වූ පරිවාරක PIC (සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස්), ලිතියම් නියෝබේට් (LiNbO3) සහ InP සහ GaAs වැනි III-V කාණ්ඩයේ PIC වේ. මෙම ලිපිය සිලිකන් මත පදනම් වූ ෆෝටෝනික්ස් කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. තුළසිලිකන් ෆොටෝනික්ස්, ආලෝක සංඥාව ප්‍රධාන වශයෙන් ගමන් කරන්නේ සිලිකන් වල වන අතර එහි වක්‍ර කලාප පරතරය ඉලෙක්ට්‍රෝන වෝල්ට් 1.12 (මයික්‍රෝන 1.1 තරංග ආයාමයක් සහිත) ඇත. සිලිකන් ඌෂ්මකවල පිරිසිදු ස්ඵටික ආකාරයෙන් වගා කර පසුව ෙව්ෆර්වලට කපා, අද සාමාන්යයෙන් විෂ්කම්භය 300 mm වේ. වේෆර් මතුපිට සිලිකා ස්ථරයක් සෑදීමට ඔක්සිකරණය වේ. එක් වේෆර් එකක් නිශ්චිත ගැඹුරකට හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවලින් බෝම්බ හෙළනු ලැබේ. එවිට වේෆර් දෙක රික්තකයක් තුළ විලයනය වන අතර ඒවායේ ඔක්සයිඩ් ස්ථර එකිනෙක බන්ධනය වේ. එකලස් කිරීම හයිඩ්‍රජන් අයන තැන්පත් කිරීමේ රේඛාව ඔස්සේ කැඩී යයි. ඉරිතැලීමේ ඇති සිලිකන් තට්ටුව පසුව ඔප දමා, අවසානයේ සිලිකා ස්තරය මත නොවෙනස්ව ඇති සිලිකන් "හැන්ඩ්ල්" වේෆරය මත ස්ඵටික Si හි තුනී ස්ථරයක් ඉතිරි වේ. මෙම තුනී ස්ඵටික ස්ථරයෙන් තරංග මාර්ගෝපදේශ සෑදී ඇත. මෙම සිලිකන් පාදක පරිවාරක (SOI) වේෆර් අඩු පාඩු සිලිකන් ෆෝටෝනික්ස් තරංග මාර්ගෝපදේශ ඇති කරන අතර, ඒවා සපයන අඩු කාන්දු වන ධාරාව නිසා අඩු බල CMOS පරිපථවල බහුලව භාවිතා වේ.

රූප සටහන 2 හි පෙන්වා ඇති පරිදි සිලිකන් මත පදනම් වූ දෘශ්‍ය තරංග මාර්ගෝපදේශක බොහෝ ආකාර ඇත. ජර්මනියම් මිශ්ර කිරීමෙන් එය සෑදිය හැකියphotodetectorsසහ විද්යුත් අවශෝෂණයමොඩියුලේටර්, සහ සමහරවිට ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර් පවා. සිලිකන් මාත්‍රණය කිරීමෙන්, ඇදෘශ්ය මොඩියුලේටරයහදන්න පුළුවන්. වමේ සිට දකුණට පහළ වන්නේ: සිලිකන් වයර් තරංග මාර්ගෝපදේශය, සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් තරංග මාර්ගෝපදේශකය, සිලිකන් ඔක්සිනයිට්‍රයිඩ් තරංග මාර්ගෝපදේශකය, ඝන සිලිකන් රිජ් තරංග මාර්ගෝපදේශකය, තුනී සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් තරංග මාර්ගෝපදේශකය සහ මාත්‍රණය කළ සිලිකන් තරංග මාර්ගෝපදේශකය. ඉහළින්, වමේ සිට දකුණට, ක්ෂයවීම් මොඩියුලේටර්, ජර්මනියම් ෆොටෝඩෙක්ටර් සහ ජර්මනියම් ඇත.ඔප්ටිකල් ඇම්ප්ලිෆයර්.

රූපය 2: සිලිකන් මත පදනම් වූ දෘශ්‍ය තරංග මාර්ගෝපදේශ මාලාවක හරස්කඩ, සාමාන්‍ය ප්‍රචාරණ පාඩු සහ වර්තන දර්ශක පෙන්වයි.