अप्टिकल मोड्युलेटरको सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण गुणहरू मध्ये एक यसको मोड्युलेसन गति वा ब्यान्डविथ हो, जुन उपलब्ध इलेक्ट्रोनिक्स जत्तिकै छिटो हुनुपर्छ। १०० GHz भन्दा माथि ट्रान्जिट फ्रिक्वेन्सी भएका ट्रान्जिस्टरहरू पहिले नै ९० nm सिलिकन टेक्नोलोजीमा प्रदर्शन गरिसकिएको छ, र न्यूनतम सुविधा आकार घट्दै जाँदा गति अझ बढ्नेछ [१]। यद्यपि, वर्तमान सिलिकन-आधारित मोड्युलेटरहरूको ब्यान्डविथ सीमित छ। यसको केन्द्र-सममित क्रिस्टलीय संरचनाको कारण सिलिकनमा χ(2)-ननलाइनरिटी छैन। स्ट्रेन्ड सिलिकनको प्रयोगले पहिले नै रोचक परिणामहरू निम्त्याएको छ [२], तर ननलाइनरिटीहरूले अझै व्यावहारिक उपकरणहरूको लागि अनुमति दिँदैनन्। त्यसैले अत्याधुनिक सिलिकन फोटोनिक मोड्युलेटरहरू अझै पनि pn वा पिन जंक्शनहरू [३-५] मा फ्री-क्यारियर फैलावटमा भर पर्छन्। अगाडि पक्षपाती जंक्शनहरूले VπL = ०.३६ V मिमी जति कम भोल्टेज-लम्बाइ उत्पादन प्रदर्शन गरेको देखाइएको छ, तर मोड्युलेसन गति अल्पसंख्यक वाहकहरूको गतिशीलताद्वारा सीमित छ। तैपनि, विद्युतीय संकेतको पूर्व-जोडको मद्दतले १० Gbit/s को डेटा दरहरू उत्पन्न गरिएको छ [4]। यसको सट्टा रिभर्स बायस्ड जंक्शनहरू प्रयोग गरेर, ब्यान्डविथ लगभग ३० GHz [5,6] मा बढाइएको छ, तर भोल्टेज लम्बाइ उत्पादन VπL = ४० V mm मा बढ्यो। दुर्भाग्यवश, त्यस्ता प्लाज्मा प्रभाव चरण मोड्युलेटरहरूले अवांछित तीव्रता मोड्युलेसन पनि उत्पादन गर्छन् [7], र तिनीहरूले लागू भोल्टेजमा गैर-रेखीय रूपमा प्रतिक्रिया दिन्छन्। तथापि, QAM जस्ता उन्नत मोड्युलेसन ढाँचाहरूलाई एक रेखीय प्रतिक्रिया र शुद्ध चरण मोड्युलेसन आवश्यक पर्दछ, जसले इलेक्ट्रो-अप्टिक प्रभाव (पोकेल्स प्रभाव [8]) को शोषणलाई विशेष रूपमा वांछनीय बनाउँछ।
२. SOH दृष्टिकोण
हालै, सिलिकन-अर्गानिक हाइब्रिड (SOH) दृष्टिकोण [9-12] सुझाव गरिएको छ। SOH मोड्युलेटरको उदाहरण चित्र १(a) मा देखाइएको छ। यसमा अप्टिकल फिल्डलाई निर्देशित गर्ने स्लट वेभगाइड र दुई सिलिकन स्ट्रिपहरू छन् जसले अप्टिकल वेभगाइडलाई धातु इलेक्ट्रोडहरूमा विद्युतीय रूपमा जोड्छन्। अप्टिकल हानिबाट बच्न इलेक्ट्रोडहरू अप्टिकल मोडल फिल्ड बाहिर अवस्थित छन् [13], चित्र १(b)। उपकरणलाई इलेक्ट्रो-अप्टिक जैविक सामग्रीले लेपित गरिएको छ जसले स्लटलाई समान रूपमा भर्छ। मोड्युलेटिंग भोल्टेज धातुको विद्युतीय वेभगाइडद्वारा बोकिन्छ र प्रवाहकीय सिलिकन स्ट्रिपहरूको कारणले स्लटमा खस्छ। परिणामस्वरूप विद्युतीय क्षेत्रले त्यसपछि अल्ट्रा-फास्ट इलेक्ट्रो-अप्टिक प्रभाव मार्फत स्लटमा अपवर्तनको सूचकांक परिवर्तन गर्दछ। स्लटको चौडाइ १०० एनएमको क्रममा भएकोले, धेरैजसो सामग्रीहरूको डाइलेक्ट्रिक शक्तिको परिमाणको क्रममा धेरै बलियो मोड्युलेटिंग फिल्डहरू उत्पन्न गर्न केही भोल्टहरू पर्याप्त छन्। मोड्युलेटिंग र अप्टिकल फिल्डहरू स्लट भित्र केन्द्रित भएकाले संरचनामा उच्च मोड्युलेसन दक्षता छ, चित्र १(ख) [१४]। वास्तवमा, सब-भोल्ट अपरेशन [११] भएका SOH मोड्युलेटरहरूको पहिलो कार्यान्वयन पहिले नै देखाइएको छ, र ४० GHz सम्मको साइनसोइडल मोड्युलेसन प्रदर्शन गरिएको थियो [१५,१६]। यद्यपि, कम-भोल्टेज उच्च-गति SOH मोड्युलेटरहरू निर्माण गर्ने चुनौती भनेको उच्च प्रवाहकीय जडान स्ट्रिप सिर्जना गर्नु हो। समतुल्य सर्किटमा स्लटलाई क्यापेसिटर C द्वारा र प्रवाहकीय स्ट्रिपहरूलाई प्रतिरोधक R द्वारा प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ, चित्र १(ख)। सम्बन्धित RC समय स्थिरताले उपकरणको ब्यान्डविथ निर्धारण गर्दछ [१०,१४,१७,१८]। प्रतिरोध R घटाउनको लागि, सिलिकन स्ट्रिपहरू डोप गर्न सुझाव दिइएको छ [१०,१४]। डोपिङले सिलिकन स्ट्रिपहरूको चालकता बढाउँछ (र त्यसैले अप्टिकल घाटा बढाउँछ), अशुद्धता स्क्याटरिङ [१०,१४,१९] द्वारा इलेक्ट्रोन गतिशीलता बिग्रिएको हुनाले अतिरिक्त घाटा जरिवाना तिर्छ। यसबाहेक, सबैभन्दा भर्खरका निर्माण प्रयासहरूले अप्रत्याशित रूपमा कम चालकता देखाए।
चीनको "सिलिकन भ्याली" - बेइजिङ झोङगुआनकुन मा अवस्थित बेइजिङ रोफिया अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स कं, लिमिटेड, स्वदेशी र विदेशी अनुसन्धान संस्थानहरू, अनुसन्धान संस्थानहरू, विश्वविद्यालयहरू र उद्यम वैज्ञानिक अनुसन्धान कर्मचारीहरूलाई सेवा दिन समर्पित एक उच्च-प्रविधि उद्यम हो। हाम्रो कम्पनी मुख्यतया स्वतन्त्र अनुसन्धान र विकास, डिजाइन, निर्माण, अप्टोइलेक्ट्रोनिक उत्पादनहरूको बिक्रीमा संलग्न छ, र वैज्ञानिक अनुसन्धानकर्ताहरू र औद्योगिक इन्जिनियरहरूका लागि नवीन समाधानहरू र व्यावसायिक, व्यक्तिगत सेवाहरू प्रदान गर्दछ। वर्षौंको स्वतन्त्र नवप्रवर्तन पछि, यसले फोटोइलेक्ट्रोनिक उत्पादनहरूको समृद्ध र उत्तम श्रृंखला बनाएको छ, जुन नगरपालिका, सैन्य, यातायात, विद्युत शक्ति, वित्त, शिक्षा, चिकित्सा र अन्य उद्योगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
हामी तपाईंसँग सहकार्यको लागि तत्पर छौं!
पोस्ट समय: मार्च-२९-२०२३