Optilise modulaatori üks olulisemaid omadusi on selle modulatsiooni kiirus või ribalaius, mis peaks olema vähemalt sama kiire kui saadaolev elektroonika. Transistorid, mille transiidisagedused on tunduvalt üle 100 GHz, on juba demonstreeritud 90 nm räni tehnoloogias ja kiirus suureneb veelgi, kuna minimaalne funktsiooni suurus väheneb [1]. Tänapäeva ränipõhiste modulaatorite ribalaius on siiski piiratud. Ränil pole tsentri-sümmeetrilise kristalse struktuuri tõttu tingitud χ (2) -nonlineaarsust. Pingutatud räni kasutamine on toonud juba huvitavaid tulemusi [2], kuid mittelineaarsused ei võimalda veel praktilisi seadmeid. Seetõttu tuginevad kunstilised räni foonilised modulaatorid endiselt PN-i või PIN-i ristmikel vaba kandja dispersioonile [3–5]. On näidatud, et edasisi kallutatud ristmikel on nii madal pinge pikkune produkt kui Vπl = 0,36 V mm, kuid modulatsiooni kiirust piirab vähemuste kandjate dünaamika. Sellegipoolest on elektrilise signaali eelse-preemia abil genereeritud 10 Gbit/s andmeedastuskiirust [4]. Kasutades selle asemel tagurpidi kallutatud ristmikke, on ribalaius suurendatud umbes 30 GHz -ni [5,6], kuid VoltageLenchi produkt tõusis Vπl = 40 V mm. Kahjuks tekitavad sellised plasmaefekti faasimodulaatorid ka soovimatu intensiivsuse modulatsiooni [7] ja nad reageerivad mittelineaarselt rakendatud pingele. Täiustatud modulatsioonivormingud nagu QAM vajavad siiski lineaarset reageerimist ja puhast faasi modulatsiooni, muutes eriti soovitavaks elektro-optilise efekti (Pockels Effect [8]) kasutamise.
2. SOH lähenemine
Hiljuti on soovitatud räni-orgaanilise hübriid (SOH) lähenemisviisi [9–12]. SOH -modulaatori näide on näidatud joonisel 1 (a). See koosneb pilulainejuhist, mis juhendab optilist välja, ja kahest räniribast, mis ühendavad optilise lainejuhi elektriliselt metallielektroodidega. Elektroodid asuvad optiliste kadude vältimiseks väljaspool optilist modaalvälja [13], joonis 1 (b). Seade on kaetud elektro-optilise orgaanilise materjaliga, mis täidab pesa ühtlaselt. Modulatsioonipinge kannab metallilise elektrilainejuhi abil ja see langeb tänu juhtivatele räniribadele üle pilu. Seejärel muudab saadud elektriväli ultravarre elektro-optilise efekti kaudu pesas oleva murdumisnäitaja. Kuna pesa laius on suurus 100 nm, piisab väga tugevate moduleerivate väljade genereerimiseks, mis on enamiku materjalide dielektrilise tugevuse suurusjärgus. Konstruktsioonil on kõrge modulatsiooni efektiivsus, kuna nii modulatsioon kui ka optilised väljad on kontsentreeritud pesa sisse, joonis 1 (b) [14]. Tõepoolest, SOH modulaatorite esimesed rakendused alamreveliga [11] on juba näidatud ja demonstreeriti sinusoidaalset modulatsiooni kuni 40 GHz [15,16]. Madalapinge kiire SOH modulaatorite ehitamisel on aga väga juhtiv ühendusriba loomine. Samaväärses vooluringis saab pesa tähistada kondensaatori C ja juhtiv ribadega takistite R, joonis 1 (b). Vastav RC ajakonstant määrab seadme ribalaiuse [10,14,17,18]. Resistentsuse R vähendamiseks on soovitatud räniribad kõhklema [10,14]. Kui doping suurendab räniribade juhtivust (ja suurendab seetõttu optilisi kadusid), maksab üks täiendav kaotuse karistus, kuna elektronide liikuvust kahjustab lisandite hajumine [10,14,19]. Veelgi enam, viimased valmistuskatsed näitasid ootamatult madalat juhtivust.
Peking Rofea Optoelectronics Co., Ltd., mis asub Hiina “Silicon Valleys”-Peking Zhongguancun-on kõrgtehnoloogiaettevõte, mis on pühendunud kodumaiste ja välismaiste teadusasutuste, teadusasutuste, ülikoolide ja teaduslike teadusuuringute töötajate teenindamisele. Meie ettevõte tegeleb peamiselt sõltumatu uurimise ja arendamise, kavandamise, tootmise, optoelektrooniliste toodete müügiga ning pakub innovaatilisi lahendusi ja professionaalseid, isikupärastatud teenuseid teaduslikele teadlastele ja tööstusinseneridele. Pärast aastaid kestnud sõltumatut innovatsiooni on see moodustanud rikkaliku ja täiusliku fotoelektriliste toodete seeria, mida kasutatakse laialdaselt munitsipaal-, sõjaväe-, transpordi-, elektrienergia, rahanduse, hariduse, meditsiini- ja muu tööstuse alal.
Ootame teiega koostööd!
Postiaeg: 29. märts 20123