Isa sa mga pinakamahalagang katangian ng isang optical modulator ay ang bilis o bandwidth ng modulasyon nito, na dapat ay hindi bababa sa kasing bilis ng mga magagamit na electronics. Ang mga transistor na may mga transit frequency na higit sa 100 GHz ay naipakita na sa 90 nm silicon technology, at ang bilis ay lalong tataas habang ang minimum na laki ng tampok ay nababawasan [1]. Gayunpaman, limitado ang bandwidth ng mga kasalukuyang silicon-based modulator. Ang Silicon ay walang χ(2)-nonlinearity dahil sa centro-symmetric crystalline structure nito. Ang paggamit ng strained silicon ay humantong na sa mga kawili-wiling resulta [2], ngunit ang mga nonlinearity ay hindi pa nagpapahintulot ng mga praktikal na aparato. Samakatuwid, ang mga state-of-the-art silicon photonic modulator ay umaasa pa rin sa free-carrier dispersion sa pn o pin junctions [3–5]. Ang mga forward biased junction ay naipakita na nagpapakita ng isang voltage-length product na kasingbaba ng VπL = 0.36 V mm, ngunit ang bilis ng modulasyon ay limitado ng dynamics ng mga minority carrier. Gayunpaman, ang mga data rate na 10 Gbit/s ay nabuo sa tulong ng isang paunang pagbibigay-diin sa electrical signal [4]. Gamit ang reverse biased junctions sa halip, ang bandwidth ay nadagdagan sa humigit-kumulang 30 GHz [5,6], ngunit ang voltagelength product ay tumaas sa VπL = 40 V mm. Sa kasamaang palad, ang mga naturang plasma effect phase modulator ay gumagawa rin ng hindi kanais-nais na intensity modulation [7], at tumutugon ang mga ito nang hindi linear sa inilapat na boltahe. Gayunpaman, ang mga advanced na format ng modulation tulad ng QAM ay nangangailangan ng isang linear na tugon at purong phase modulation, na ginagawang partikular na kanais-nais ang paggamit ng electro-optic effect (Pockels effect [8]).
2. Pamamaraan ng SOH
Kamakailan lamang, iminungkahi ang silicon-organic hybrid (SOH) approach [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 kumokonekta sa optical waveguide sa mga metallic electrodes gamit ang kuryente. Ang mga electrodes ay matatagpuan sa labas ng optical modal field upang maiwasan ang optical losses [13], Fig. 1(b). Ang device ay pinahiran ng electro-optic organic material na pantay na pumupuno sa slot. Ang modulating voltage ay dinadala ng metallic electrical waveguide at bumababa sa slot salamat sa mga conductive silicon strips. Ang nagreresultang electric field ay nagbabago sa index of refraction sa slot sa pamamagitan ng ultra-fast electro-optic effect. Dahil ang slot ay may lapad na nasa order of 100 nm, ang ilang volts ay sapat na upang makabuo ng napakalakas na modulating fields na nasa order of magnitude ng dielectric strength ng karamihan sa mga materyales. Ang istraktura ay may mataas na modulation efficiency dahil ang parehong modulating at optical fields ay naka-concentrate sa loob ng slot, Fig. 1(b) [14]. Sa katunayan, naipakita na ang mga unang implementasyon ng mga SOH modulator na may sub-volt operation [11], at naipakita na ang sinusoidal modulation hanggang 40 GHz [15,16]. Gayunpaman, ang hamon sa paggawa ng mga low-voltage high-speed SOH modulator ay ang paglikha ng isang highly conductive connecting strip. Sa isang katumbas na circuit, ang slot ay maaaring katawanin ng isang capacitor C at ang mga conductive strip ng mga resistor R, Fig. 1(b). Ang katumbas na RC time constant ang tumutukoy sa bandwidth ng device [10,14,17,18]. Upang mabawasan ang resistance R, iminungkahi na i-dope ang mga silicon strip [10,14]. Habang pinapataas ng doping ang conductivity ng mga silicon strip (at samakatuwid ay pinapataas ang optical losses), nagbabayad ang isa ng karagdagang loss penalty dahil ang electron mobility ay napipinsala ng impurity scattering [10,14,19]. Bukod dito, ang mga pinakabagong pagtatangka sa paggawa ay nagpakita ng hindi inaasahang mababang conductivity.
Ang Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. na matatagpuan sa "Silicon Valley" ng Tsina – Beijing Zhongguancun, ay isang high-tech na negosyo na nakatuon sa paglilingkod sa mga lokal at dayuhang institusyon ng pananaliksik, mga institusyon ng pananaliksik, mga unibersidad at mga tauhan ng pananaliksik na siyentipiko. Ang aming kumpanya ay pangunahing nakikibahagi sa malayang pananaliksik at pagpapaunlad, disenyo, paggawa, pagbebenta ng mga produktong optoelectronic, at nagbibigay ng mga makabagong solusyon at propesyonal at personalized na serbisyo para sa mga siyentipikong mananaliksik at mga inhinyero sa industriya. Pagkatapos ng mga taon ng malayang inobasyon, nakabuo ito ng isang mayaman at perpektong serye ng mga produktong photoelectric, na malawakang ginagamit sa mga industriya ng munisipyo, militar, transportasyon, kuryente, pananalapi, edukasyon, medikal at iba pa.
Inaasahan namin ang pakikipagtulungan sa iyo!
Oras ng pag-post: Mar-29-2023