Ferliking fan fotonyske yntegreare circuitmateriaalsystemen

Ferliking fan fotonyske yntegreare circuitmateriaalsystemen
Figuer 1 lit in ferliking sjen fan twa materiaalsystemen, indium Fosfor (InP) en silisium (Si). De seldsumheid fan indium makket InP in djoerder materiaal as Si. Omdat silisium-basearre circuits minder epitaksiale groei hawwe, is de opbringst fan silisium-basearre circuits meastentiids heger as dy fan InP-circuits. Yn silisium-basearre circuits wurdt germanium (Ge), dat meastentiids allinich brûkt wurdt ynFotodetektor(ljochtdetektors), fereasket epitaksiale groei, wylst yn InP-systemen sels passive golflieders taret wurde moatte troch epitaksiale groei. Epitaksiale groei hat de neiging om in hegere defektdichtheid te hawwen as ienkristalgroei, lykas fan in kristalstaaf. InP-golflieders hawwe allinich in hege brekingsyndekskontrast yn transversaal, wylst golflieders op silisiumbasis in hege brekingsyndekskontrast hawwe yn sawol transversaal as longitudinaal, wêrtroch apparaten op silisiumbasis lytsere bûgingsradius en oare kompaktere struktueren kinne berikke. InGaAsP hat in direkte bandgap, wylst Si en Ge dat net hawwe. As gefolch binne InP-materiaalsystemen superieur yn termen fan lasereffisjinsje. De yntrinsike oksiden fan InP-systemen binne net sa stabyl en robúst as de yntrinsike oksiden fan Si, silisiumdiokside (SiO2). Silisium is in sterker materiaal as InP, wêrtroch it gebrûk fan gruttere wafergrutte mooglik is, d.w.s. fan 300 mm (gau opwurdearre nei 450 mm) yn ferliking mei 75 mm yn InP. InPmodulatorenbinne meastentiids ôfhinklik fan it kwantum-beheinde Stark-effekt, dat temperatuergefoelich is fanwegen bandrânebeweging feroarsake troch temperatuer. Yn tsjinstelling dêrmei is de temperatuerôfhinklikens fan silisium-basearre modulatoren tige lyts.

Silisiumfotonika-technology wurdt oer it algemien allinich geskikt achte foar produkten mei lege kosten, koarte berik en hege folume (mear as 1 miljoen stikken per jier). Dit komt om't it algemien akseptearre wurdt dat in grutte hoemannichte waferkapasiteit nedich is om masker- en ûntwikkelingskosten te fersprieden, en datsilisium fotonika technologyhat wichtige prestaasje-neidielen yn regionale en lange-ôfstânsproduktapplikaasjes fan stêd nei stêd. Yn werklikheid is it tsjinoerstelde lykwols wier. Yn lege kosten, koarte-ôfstân, hege-opbringstapplikaasjes, fertikale holte-oerflak-emittearjende laser (VCSEL) endirekt-modulearre laser (DML-laser) : direkt modulearre lasers foarmje in enoarme konkurrinsjedruk, en de swakte fan op silisium basearre fotonikatechnology dy't lasers net maklik yntegrearje kin, is in wichtich neidiel wurden. Yn tsjinstelling, yn metro- en lange-ôfstân tapassingen, fanwegen de foarkar foar it yntegrearjen fan silisiumfotonikatechnology en digitale sinjaalferwurking (DSP) tegearre (wat faak foarkomt yn omjouwings mei hege temperatuer), is it foardieliger om de laser te skieden. Derneist kin koherinte deteksjetechnology de tekoartkommingen fan silisiumfotonikatechnology foar in grut part kompensearje, lykas it probleem dat de tsjustere stroom folle lytser is as de fotostroom fan 'e lokale oscillator. Tagelyk is it ek ferkeard om te tinken dat in grutte hoemannichte waferkapasiteit nedich is om masker- en ûntwikkelingskosten te dekken, om't silisiumfotonikatechnology knooppuntgrutte brûkt dy't folle grutter binne as de meast avansearre komplementêre metaalokside-healgeleiders (CMOS), sadat de fereaske maskers en produksjeruns relatyf goedkeap binne.