Ang isa sa pinakamahalagang katangian ng isang optical modulator ay ang bilis ng modulasyon o bandwidth nito, na dapat ay kasing bilis ng magagamit na electronics. Ang mga transistor na may mga transit frequency na higit sa 100 GHz ay naipakita na sa 90 nm silicon na teknolohiya, at ang bilis ay tataas pa habang ang pinakamababang laki ng feature ay nababawasan [1]. Gayunpaman, ang bandwidth ng kasalukuyang mga modulator na nakabatay sa silikon ay limitado. Ang Silicon ay hindi nagtataglay ng χ(2)-nonlinearity dahil sa centro-symmetric crystalline na istraktura nito. Ang paggamit ng strained silicon ay humantong sa mga kawili-wiling resulta na [2], ngunit ang mga nonlinearity ay hindi pa pinapayagan para sa mga praktikal na aparato. Ang mga makabagong silicon photonic modulator samakatuwid ay umaasa pa rin sa free-carrier dispersion sa pn o pin junctions [3–5]. Ipinakita ang mga forward biased junction na nagpapakita ng boltahe-haba ng produkto na kasing baba ng VπL = 0.36 V mm, ngunit ang bilis ng modulasyon ay nalilimitahan ng dynamics ng minority carriers. Gayunpaman, ang mga rate ng data na 10 Gbit/s ay nabuo sa tulong ng isang pre-emphasis ng electrical signal [4]. Gamit ang reverse biased junctions sa halip, ang bandwidth ay nadagdagan sa humigit-kumulang 30 GHz [5,6], ngunit ang boltahelength na produkto ay tumaas sa VπL = 40 V mm. Sa kasamaang palad, ang mga plasma effect phase modulator ay gumagawa din ng hindi kanais-nais na intensity modulation [7], at tumutugon sila nang hindi linear sa inilapat na boltahe. Ang mga advanced na format ng modulasyon tulad ng QAM ay nangangailangan, gayunpaman, ng isang linear na tugon at purong phase modulation, na ginagawang partikular na kanais-nais ang pagsasamantala ng electro-optic effect (Pockels effect [8]).
2. diskarte ng SOH
Kamakailan lamang, ang silicon-organic hybrid (SOH) na diskarte ay iminungkahi [9–12]. Ang isang halimbawa ng isang SOH modulator ay ipinapakita sa Fig. 1(a). Binubuo ito ng isang slot waveguide na gumagabay sa optical field, at dalawang silicon strips na elektrikal na nagkokonekta sa optical waveguide sa mga metal na electrodes. Ang mga electrodes ay matatagpuan sa labas ng optical modal field upang maiwasan ang optical loss [13], Fig. 1(b). Ang aparato ay pinahiran ng isang electro-optic na organikong materyal na pantay na pinupuno ang puwang. Ang modulating voltage ay dinadala ng metallic electrical waveguide at bumababa sa puwang salamat sa conductive silicon strips. Binago ng nagreresultang electric field ang index ng repraksyon sa slot sa pamamagitan ng napakabilis na electro-optic na epekto. Dahil ang slot ay may lapad sa pagkakasunud-sunod ng 100 nm, sapat na ang ilang volts upang makabuo ng napakalakas na modulating field na nasa pagkakasunud-sunod ng magnitude ng dielectric na lakas ng karamihan sa mga materyales. Ang istraktura ay may mataas na kahusayan sa modulasyon dahil ang parehong modulating at ang optical field ay puro sa loob ng slot, Fig. 1(b) [14]. Sa katunayan, ang mga unang pagpapatupad ng SOH modulators na may sub-volt operation [11] ay naipakita na, at sinusoidal modulation hanggang 40 GHz ay ipinakita [15,16]. Gayunpaman, ang hamon sa pagbuo ng low-voltage high-speed SOH modulators ay ang lumikha ng isang mataas na conductive connecting strip. Sa isang katumbas na circuit ang slot ay maaaring katawanin ng isang capacitor C at ang conductive strips ng resistors R, Fig. 1(b). Tinutukoy ng kaukulang RC time constant ang bandwidth ng device [10,14,17,18]. Upang bawasan ang paglaban ng R, iminungkahi na i-dope ang mga strip ng silikon [10,14]. Habang pinatataas ng doping ang conductivity ng mga silicon strips (at samakatuwid ay nagdaragdag ng optical loss), ang isa ay nagbabayad ng karagdagang multa sa pagkawala dahil ang electron mobility ay may kapansanan sa pamamagitan ng impurity scattering [10,14,19]. Bukod dito, ang pinakabagong mga pagtatangka sa katha ay nagpakita ng hindi inaasahang mababang kondaktibiti.
Ang Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. na matatagpuan sa "Silicon Valley" ng China - Beijing Zhongguancun, ay isang high-tech na enterprise na nakatuon sa paglilingkod sa mga domestic at foreign research institution, research institute, unibersidad at enterprise scientific research personnel. Ang aming kumpanya ay pangunahing nakatuon sa independiyenteng pananaliksik at pagpapaunlad, disenyo, pagmamanupaktura, pagbebenta ng mga produktong optoelectronic, at nagbibigay ng mga makabagong solusyon at propesyonal, personalized na serbisyo para sa mga siyentipikong mananaliksik at mga inhinyero sa industriya. Matapos ang mga taon ng independiyenteng pagbabago, nakabuo ito ng isang mayaman at perpektong serye ng mga produktong photoelectric, na malawakang ginagamit sa munisipyo, militar, transportasyon, kuryente, pananalapi, edukasyon, medikal at iba pang industriya.
Inaasahan namin ang pakikipagtulungan sa iyo!
Oras ng post: Mar-29-2023