ऑप्टिकल मॉड्युलेटरच्या सर्वात महत्वाच्या गुणधर्मांपैकी एक म्हणजे त्याचा मॉड्युलेशन स्पीड किंवा बँडविड्थ, जो उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक्सइतकाच वेगवान असावा. १०० GHz पेक्षा जास्त ट्रान्झिट फ्रिक्वेन्सी असलेले ट्रान्झिस्टर ९० nm सिलिकॉन तंत्रज्ञानामध्ये आधीच दाखवले गेले आहेत आणि किमान वैशिष्ट्य आकार कमी झाल्यामुळे वेग आणखी वाढेल [1]. तथापि, सध्याच्या सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटरची बँडविड्थ मर्यादित आहे. सिलिकॉनमध्ये त्याच्या सेंट्रो-सिमेट्रिक क्रिस्टलीय रचनेमुळे χ(2)-नॉनलाइनरिटी नाही. स्ट्रेन्ड सिलिकॉनच्या वापरामुळे आधीच मनोरंजक परिणाम मिळाले आहेत [2], परंतु नॉनलाइनरिटी अद्याप व्यावहारिक उपकरणांसाठी परवानगी देत नाहीत. म्हणूनच अत्याधुनिक सिलिकॉन फोटोनिक मॉड्युलेटर अजूनही pn किंवा पिन जंक्शनमध्ये फ्री-कॅरियर डिस्पर्शनवर अवलंबून असतात [3-5]. फॉरवर्ड बायस्ड जंक्शन्स VπL = 0.36 V mm इतके कमी व्होल्टेज-लांबीचे उत्पादन प्रदर्शित करतात असे दिसून आले आहे, परंतु मॉड्युलेशन स्पीड अल्पसंख्याक वाहकांच्या गतिशीलतेमुळे मर्यादित आहे. तरीही, विद्युत सिग्नलच्या पूर्व-भराच्या मदतीने 10 Gbit/s चा डेटा दर निर्माण करण्यात आला आहे [4]. त्याऐवजी रिव्हर्स बायस्ड जंक्शन वापरून, बँडविड्थ सुमारे 30 GHz [5,6] पर्यंत वाढवण्यात आली आहे, परंतु व्होल्टेज लांबी उत्पादन VπL = 40 V mm पर्यंत वाढले आहे. दुर्दैवाने, असे प्लाझ्मा इफेक्ट फेज मॉड्युलेटर अवांछित तीव्रता मॉड्युलेशन देखील तयार करतात [7], आणि ते लागू केलेल्या व्होल्टेजला नॉनलाइनरली प्रतिसाद देतात. तथापि, QAM सारख्या प्रगत मॉड्युलेशन फॉरमॅटसाठी रेषीय प्रतिसाद आणि शुद्ध फेज मॉड्युलेशन आवश्यक आहे, ज्यामुळे इलेक्ट्रो-ऑप्टिक इफेक्ट (पॉकेल्स इफेक्ट [8]) चे शोषण विशेषतः इष्ट बनते.
२. एसओएच दृष्टिकोन
अलिकडेच, सिलिकॉन-ऑर्गेनिक हायब्रिड (SOH) दृष्टिकोन सुचवण्यात आला आहे [9-12]. SOH मॉड्युलेटरचे उदाहरण आकृती 1(a) मध्ये दाखवले आहे. त्यात ऑप्टिकल फील्डला मार्गदर्शन करणारा स्लॉट वेव्हगाइड आणि दोन सिलिकॉन स्ट्रिप्स आहेत जे ऑप्टिकल वेव्हगाइडला मेटॅलिक इलेक्ट्रोडशी विद्युतरित्या जोडतात. ऑप्टिकल नुकसान टाळण्यासाठी इलेक्ट्रोड ऑप्टिकल मोडल फील्डच्या बाहेर स्थित आहेत [13], आकृती 1(b). डिव्हाइसवर इलेक्ट्रो-ऑप्टिक ऑर्गेनिक मटेरियलचा लेप असतो जो स्लॉट एकसमानपणे भरतो. मॉड्युलेटिंग व्होल्टेज मेटॅलिक इलेक्ट्रिकल वेव्हगाइडद्वारे वाहून नेला जातो आणि कंडक्टिव्ह सिलिकॉन स्ट्रिप्समुळे स्लॉटमधून खाली पडतो. परिणामी इलेक्ट्रिक फील्ड नंतर अल्ट्रा-फास्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक इफेक्टद्वारे स्लॉटमधील अपवर्तन निर्देशांक बदलतो. स्लॉटची रुंदी 100 nm च्या क्रमाने असल्याने, काही व्होल्ट्स खूप मजबूत मॉड्युलेटिंग फील्ड निर्माण करण्यासाठी पुरेसे आहेत जे बहुतेक पदार्थांच्या डायलेक्ट्रिक ताकदीच्या परिमाणाच्या क्रमाने असतात. या संरचनेत उच्च मॉड्युलेशन कार्यक्षमता आहे कारण मॉड्युलेटिंग आणि ऑप्टिकल फील्ड दोन्ही स्लॉटमध्ये केंद्रित आहेत, आकृती 1(b) [14]. खरंच, सब-व्होल्ट ऑपरेशनसह SOH मॉड्युलेटरचे पहिले अंमलबजावणी [11] आधीच दर्शविले गेले आहेत आणि 40 GHz पर्यंत साइनसॉइडल मॉड्युलेशन प्रदर्शित केले गेले आहे [15,16]. तथापि, कमी-व्होल्टेज हाय-स्पीड SOH मॉड्युलेटर तयार करण्यात आव्हान म्हणजे एक उच्च वाहक कनेक्टिंग स्ट्रिप तयार करणे. समतुल्य सर्किटमध्ये स्लॉट कॅपेसिटर C द्वारे आणि वाहक स्ट्रिप्स प्रतिरोधक R द्वारे दर्शविले जाऊ शकतात, आकृती 1(b). संबंधित RC वेळ स्थिरांक डिव्हाइसची बँडविड्थ निर्धारित करतो [10,14,17,18]. प्रतिरोध R कमी करण्यासाठी, सिलिकॉन स्ट्रिप्स डोप करण्याचा सल्ला देण्यात आला आहे [10,14]. डोपिंगमुळे सिलिकॉन स्ट्रिप्सची चालकता वाढते (आणि म्हणून ऑप्टिकल नुकसान वाढते), तर अतिरिक्त नुकसान दंड भरावा लागतो कारण इलेक्ट्रॉन गतिशीलता अशुद्धता विखुरल्याने बिघडते [10,14,19]. शिवाय, अलीकडील फॅब्रिकेशन प्रयत्नांमध्ये अनपेक्षितपणे कमी चालकता दिसून आली.
चीनच्या "सिलिकॉन व्हॅली" - बीजिंग झोंगगुआनकुन येथे स्थित बीजिंग रोफिया ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स कंपनी लिमिटेड ही एक उच्च-तंत्रज्ञान कंपनी आहे जी देशांतर्गत आणि परदेशी संशोधन संस्था, संशोधन संस्था, विद्यापीठे आणि एंटरप्राइझ वैज्ञानिक संशोधन कर्मचाऱ्यांना सेवा देण्यासाठी समर्पित 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 नवोपक्रमानंतर, त्यांनी फोटोइलेक्ट्रिक उत्पादनांची एक समृद्ध आणि परिपूर्ण मालिका तयार केली आहे, जी महानगरपालिका, लष्करी, वाहतूक, विद्युत ऊर्जा, वित्त, शिक्षण, वैद्यकीय आणि इतर उद्योगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाते.
आम्ही तुमच्या सहकार्याची वाट पाहत आहोत!
पोस्ट वेळ: मार्च-२९-२०२३