Córas ábhar ciorcad iomlánaithe fótóinic (PIC).

Córas ábhar ciorcad iomlánaithe fótóinic (PIC).

Is disciplín é fótónaic sileacain a úsáideann struchtúir phlánacha atá bunaithe ar ábhair sileacain chun solas a threorú chun éagsúlacht feidhmeanna a bhaint amach. Dírímid anseo ar chur i bhfeidhm fótóinic sileacain chun tarchuradóirí agus glacadóirí a chruthú le haghaidh cumarsáide snáthoptaice. De réir mar a mhéadaíonn an gá atá le tarchur níos mó ag bandaleithead áirithe, lorg tugtha, agus costas ar leith, éiríonn fótóinic sileacain níos fónta ó thaobh na heacnamaíochta de. Don chuid optúil,teicneolaíocht comhtháthú fótóinicNí mór úsáid a bhaint as, agus tógtar an chuid is mó de na trasghlacadóirí comhleanúnacha inniu ag baint úsáide as modhnóirí ciorcaid solais-tonnta LiNbO3/plánacha (PLC) ar leith agus glacadóirí InP/PLC.

Figiúr 1: Léiríonn sé córais ábhair chiorcaid iomlánaithe fhótónaigh (PIC) a úsáidtear go coitianta.

Taispeánann Figiúr 1 na córais ábhar PIC is coitianta. Ó chlé go deas tá PIC shilice sileacain-bhunaithe (ar a dtugtar PLC freisin), PIC inslitheoir sileacain-bhunaithe (fótóinic sileacain), niobate litiam (LiNbO3), agus grúpa III-V PIC, mar InP agus GaAs. Díríonn an páipéar seo ar fhótóinic sileacain-bhunaithe. Ifótóinic sileacain, taistealaíonn an comhartha solais go príomha i sileacain, a bhfuil bearna banna indíreach de 1.12 volta leictreon (le tonnfhad 1.1 miocrón). Fástar sileacain i bhfoirm criostail íon i bhfoirnéisí agus ansin gearrtha i sliseog, atá 300 mm trastomhas de ghnáth inniu. Déantar an dromchla wafer a ocsaídiú chun ciseal shilice a fhoirmiú. Tá ceann de na sliseog bombarded le hadaimh hidrigine go doimhneacht áirithe. Comhleasctar an dá sliseog ansin i bhfolús agus nascann a sraitheanna ocsaíde lena chéile. Briseann an tionól feadh na líne ionchlannú ian hidrigine. Snasaítear an ciseal sileacain ag an crack, sa deireadh ag fágáil sraith tanaí de chriostail Si ar bharr an wafer “láimhseáil” sileacain atá slán ar bharr an tsraith shilice. Cruthaítear treoracha tonn ón gciseal tanaí criostalach seo. Cé gur féidir leis na sliseog inslithe sileacain-bhunaithe (SOI) tonntreoraithe fótóinic sileacain ísealchaillteanais, is minice a úsáidtear iad i gciorcaid CMOS ísealchumhachta mar gheall ar an sruth íseal sceite a sholáthraíonn siad.

Tá go leor foirmeacha féideartha de thonntreoraithe optúla sileacain-bhunaithe, mar a thaispeántar i bhFíor 2. Réimsíonn siad ó thonntreoraithe shilice micreascála-dópáilte gearmáiniam go tonntreoracha nanascála Silicon Wire. Trí gearmáiniam a chumasc, is féidir é a dhéanamhbrathadóirí grianghrafagus ionsú leictreachmodhnóirí, agus b'fhéidir fiú aimplitheoirí optúla. Trí sileacain a dhó, anoptúla modulatoris féidir a dhéanamh. Is iad seo a leanas an bun ó chlé go deas: tonnthreoir sreang sileacain, tonnthreoir nítríde sileacain, tonnthreoir sileacain ocsaitríde, tonn-treoraithe tiubh sileacain, tonn-treoir tanaí nítríde sileacain agus tonnthreoir sileacain dópáilte. Ag an mbarr, ó chlé go deas, tá modhnóirí ídiú, fóta-bhrathadóirí gearmáiniam, agus gearmáiniamaimplitheoirí optúla.

Fíor 2: Trasghearradh de shraith waveguide optúla bunaithe ar sileacain, ag taispeáint caillteanais iomadaithe tipiciúil agus innéacsanna athraonta.