ऑप्टिकल मॉड्युलेटरच्या सर्वात महत्त्वाच्या गुणधर्मांपैकी एक म्हणजे त्याची मॉड्युलेशन गती किंवा बँडविड्थ, जी उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक्सपेक्षा कमीत कमी वेगवान असावी. 100 GHz पेक्षा जास्त ट्रान्झिट फ्रिक्वेन्सी असलेले ट्रान्झिस्टर आधीच 90 nm सिलिकॉन तंत्रज्ञानामध्ये प्रदर्शित केले गेले आहेत आणि किमान वैशिष्ट्य आकार कमी केल्यामुळे वेग आणखी वाढेल [1]. तथापि, सध्याच्या सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटर्सची बँडविड्थ मर्यादित आहे. सिलिकॉनमध्ये χ(2)-नॉनलाइनरिटी त्याच्या सेंट्रो-सिमेट्रिक क्रिस्टलीय रचनेमुळे नाही. ताणलेल्या सिलिकॉनच्या वापरामुळे आधीच मनोरंजक परिणाम प्राप्त झाले आहेत [२], परंतु नॉनलाइनरिटी अद्याप व्यावहारिक उपकरणांना परवानगी देत नाही. अत्याधुनिक सिलिकॉन फोटोनिक मॉड्युलेटर म्हणून अजूनही pn किंवा पिन जंक्शन्स [3-5] मध्ये फ्री-कॅरियर डिस्पर्शनवर अवलंबून असतात. फॉरवर्ड बायस्ड जंक्शन्स VπL = 0.36 V mm इतके कमी व्होल्टेज-लांबीचे उत्पादन प्रदर्शित करतात, परंतु मॉड्युलेशन गती अल्पसंख्याक वाहकांच्या गतिशीलतेद्वारे मर्यादित आहे. तरीही, 10 Gbit/s चा डेटा दर इलेक्ट्रिकल सिग्नलच्या पूर्व-जोराच्या मदतीने व्युत्पन्न केला गेला आहे [4]. उलटपक्षी जंक्शन वापरून, बँडविड्थ सुमारे 30 GHz [5,6] पर्यंत वाढवली गेली आहे, परंतु व्होल्टेजलेंथ उत्पादन VπL = 40 V मिमी पर्यंत वाढले आहे. दुर्दैवाने, असे प्लाझ्मा इफेक्ट फेज मॉड्युलेटर अवांछित तीव्रतेचे मॉड्यूलेशन देखील तयार करतात [७] आणि ते लागू व्होल्टेजला नॉनलाइनरी प्रतिसाद देतात. क्यूएएम सारख्या प्रगत मॉड्युलेशन फॉरमॅट्सना, तथापि, एक रेखीय प्रतिसाद आणि शुद्ध फेज मॉड्युलेशन आवश्यक आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभावाचे शोषण (पॉकेल्स इफेक्ट [8]) विशेषतः इष्ट होते.
2. SOH दृष्टिकोन
अलीकडे, सिलिकॉन-ऑरगॅनिक हायब्रिड (SOH) दृष्टीकोन [९-१२] सुचविला गेला आहे. SOH मॉड्युलेटरचे उदाहरण चित्र 1(a) मध्ये दाखवले आहे. यात ऑप्टिकल फील्डला मार्गदर्शन करणारी स्लॉट वेव्हगाइड आणि दोन सिलिकॉन पट्ट्या असतात ज्या ऑप्टिकल वेव्हगाइडला मेटॅलिक इलेक्ट्रोडशी इलेक्ट्रिकली जोडतात. ऑप्टिकल नुकसान टाळण्यासाठी इलेक्ट्रोड ऑप्टिकल मोडल फील्डच्या बाहेर स्थित आहेत [१३], चित्र 1(b). डिव्हाइसला इलेक्ट्रो-ऑप्टिक सेंद्रिय सामग्रीने लेपित केले आहे जे स्लॉट एकसमानपणे भरते. मॉड्युलेटिंग व्होल्टेज मेटॅलिक इलेक्ट्रिकल वेव्हगाइडद्वारे वाहून नेले जाते आणि प्रवाहकीय सिलिकॉन पट्ट्यांमुळे स्लॉट ओलांडून खाली जाते. परिणामी विद्युत क्षेत्र अल्ट्रा-फास्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभावाद्वारे स्लॉटमधील अपवर्तन निर्देशांक बदलते. स्लॉटची रुंदी 100 nm च्या क्रमाने असल्याने, खूप मजबूत मॉड्युलेटिंग फील्ड तयार करण्यासाठी काही व्होल्ट पुरेसे आहेत जे बहुतेक सामग्रीच्या डायलेक्ट्रिक शक्तीच्या परिमाणानुसार असतात. मॉड्युलेटिंग आणि ऑप्टिकल फील्ड दोन्ही स्लॉटच्या आत केंद्रित असल्याने संरचनेत उच्च मॉड्यूलेशन कार्यक्षमता आहे, चित्र 1(b) [14]. खरंच, सब-व्होल्ट ऑपरेशन [11] सह SOH मॉड्युलेटर्सची प्रथम अंमलबजावणी आधीच दर्शविली गेली आहे, आणि 40 GHz पर्यंत साइनसॉइडल मॉड्युलेशन [15,16] प्रदर्शित केले गेले. तथापि, लो-व्होल्टेज हाय-स्पीड SOH मॉड्युलेटर तयार करण्यामध्ये आव्हान आहे एक अत्यंत प्रवाहकीय कनेक्टिंग स्ट्रिप तयार करणे. समतुल्य सर्किटमध्ये स्लॉट कॅपेसिटर C द्वारे आणि प्रवाहकीय पट्ट्या प्रतिरोधक R, चित्र 1(b) द्वारे दर्शविले जाऊ शकतात. संबंधित RC वेळ स्थिरांक डिव्हाइसची बँडविड्थ निश्चित करते [10,14,17,18]. प्रतिरोधक R कमी करण्यासाठी, सिलिकॉन पट्ट्या [10,14] डोप करण्यास सूचित केले आहे. डोपिंगमुळे सिलिकॉन स्ट्रिप्सची चालकता वाढते (आणि म्हणून ऑप्टिकल नुकसान वाढते), एखाद्याला अतिरिक्त नुकसान दंड भरावा लागतो कारण इलेक्ट्रॉन गतिशीलता अशुद्धता विखुरल्याने खराब होते [10,14,19]. शिवाय, सर्वात अलीकडील फॅब्रिकेशन प्रयत्नांनी अनपेक्षितपणे कमी चालकता दर्शविली.
चीनच्या “सिलिकॉन व्हॅली” – बीजिंग झोंगगुआनकुन येथे स्थित बीजिंग रोफेआ ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक कंपनी लिमिटेड, हा देशांतर्गत आणि परदेशी संशोधन संस्था, संशोधन संस्था, विद्यापीठे आणि एंटरप्राइझ वैज्ञानिक संशोधन कर्मचाऱ्यांना सेवा देण्यासाठी समर्पित उच्च-तंत्रज्ञान उपक्रम आहे. आमची कंपनी प्रामुख्याने स्वतंत्र संशोधन आणि विकास, डिझाइन, उत्पादन, ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उत्पादनांची विक्री यामध्ये गुंतलेली आहे आणि वैज्ञानिक संशोधक आणि औद्योगिक अभियंत्यांसाठी नाविन्यपूर्ण उपाय आणि व्यावसायिक, वैयक्तिकृत सेवा प्रदान करते. अनेक वर्षांच्या स्वतंत्र शोधानंतर, त्याने फोटोइलेक्ट्रिक उत्पादनांची एक समृद्ध आणि परिपूर्ण मालिका तयार केली आहे, जी महापालिका, लष्करी, वाहतूक, विद्युत उर्जा, वित्त, शिक्षण, वैद्यकीय आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.
आम्ही तुमच्या सहकार्यासाठी उत्सुक आहोत!
पोस्ट वेळ: मार्च-29-2023