Едно од најважните својства на оптички модулатор е неговата брзина на модулација или пропусен опсег, кој треба да биде барем толку брз како и достапниот електроника. Транзисторите со транзитни фреквенции далеку над 100 GHz веќе се демонстрирани во 90 nm силиконска технологија, а брзината дополнително ќе се зголемува како што се намалува минималната големина на карактеристиката [1]. Сепак, пропусниот опсег на денешните модулатори базирани на силикон е ограничен. Силициумот не поседува χ(2)-нелинеарност поради неговата центро-симетрична кристална структура. Употребата на затегнат силикон веќе доведе до интересни резултати [2], но нелинеарностите сè уште не дозволуваат практични уреди. Затоа, најсовремените силиконски фотонски модулатори сè уште се потпираат на дисперзија на слободни носители во pn или пински споеви [3–5]. Покажано е дека споевите насочени напред покажуваат производ на напон-должина толку низок како VπL = 0,36 V mm, но брзината на модулација е ограничена од динамиката на малцинските носители. Сепак, брзини на податоци од 10 Gbit/s се генерирани со помош на претходно нагласување на електричниот сигнал [4]. Наместо тоа, користејќи обратно поларизирани споеви, пропусниот опсег е зголемен на околу 30 GHz [5,6], но производот на напонска должина се искачи на VπL = 40 V mm. За жал, ваквите фазни модулатори со ефект на плазма произведуваат и несакана модулација на интензитет [7], и тие реагираат нелинеарно на применетиот напон. Напредните формати за модулација како QAM бараат, сепак, линеарен одговор и чиста фазна модулација, што го прави искористувањето на електрооптичкиот ефект (Покелсов ефект [8]) особено пожелно.
2. SOH пристап
Неодамна, беше предложен пристапот со силициум-органски хибрид (SOH) [9–12]. Пример за SOH модулатор е прикажан на Сл. 1(a). Тој се состои од брановод во облик на слот што го води оптичкото поле и две силиконски ленти кои електрично го поврзуваат оптичкиот брановод со металните електроди. Електродите се наоѓаат надвор од оптичкото модално поле за да се избегнат оптички загуби [13], Сл. 1(b). Уредот е обложен со електрооптички органски материјал кој рамномерно го исполнува слотот. Модулирачкиот напон го носи металниот електричен брановод и паѓа низ слотот благодарение на спроводливите силиконски ленти. Резултирачкото електрично поле потоа го менува индексот на прекршување во слотот преку ултрабрзиот електрооптички ефект. Бидејќи слотот има ширина од редот на 100 nm, неколку волти се доволни за да генерираат многу силни модулирачки полиња кои се во редот на големина на диелектричната јачина на повеќето материјали. Структурата има висока ефикасност на модулација бидејќи и модулирачките и оптичките полиња се концентрирани во внатрешноста на слотот, Сл. 1(b) [14]. Всушност, првите имплементации на SOH модулатори со работа под волтажа [11] веќе се прикажани, а беше демонстрирана и синусоидална модулација до 40 GHz [15,16]. Сепак, предизвикот при градење на нисконапонски високобрзински SOH модулатори е да се создаде високоспроводлива поврзувачка лента. Во еквивалентно коло, слотот може да се претстави со кондензатор C, а спроводливите ленти со отпорници R, Сл. 1(б). Соодветната RC временска константа го одредува пропусниот опсег на уредот [10,14,17,18]. За да се намали отпорот R, се предлага да се допира силиконските ленти [10,14]. Додека допирањето ја зголемува спроводливоста на силиконските ленти (и затоа ги зголемува оптичките загуби), се плаќа дополнителна казна за загуби бидејќи мобилноста на електроните е нарушена од расејување на нечистотии [10,14,19]. Покрај тоа, најновите обиди за изработка покажаа неочекувано ниска спроводливост.
„Пекинг Рофеа Оптоелектроникс Ко., ДООЕЛ“, лоцирана во кинеската „Силиконска долина“ - Пекинг Џонггуанцун, е високотехнолошка компанија посветена на опслужување на домашни и странски истражувачки институции, истражувачки институти, универзитети и научно-истражувачки персонал. Нашата компанија е главно ангажирана во независно истражување и развој, дизајн, производство, продажба на оптоелектронски производи и обезбедува иновативни решенија и професионални, персонализирани услуги за научни истражувачи и индустриски инженери. По години независни иновации, таа формираше богата и совршена серија на фотоелектрични производи, кои се широко користени во општинските, воените, транспортните, електричните, финансиските, образовните, медицинските и други индустрии.
Се радуваме на соработка со вас!
Време на објавување: 29 март 2023 година