Optilise modulaatori üks olulisemaid omadusi on selle modulatsioonikiirus ehk ribalaius, mis peaks olema vähemalt sama kiire kui olemasolev elektroonika.Transistoreid, mille transiitsagedused on tunduvalt üle 100 GHz, on juba demonstreeritud 90 nm ränitehnoloogias ja kiirus suureneb veelgi, kui funktsiooni minimaalset suurust vähendatakse [1].Kuid tänapäevaste ränipõhiste modulaatorite ribalaius on piiratud.Ränil puudub χ(2)-mittelineaarsus selle tsentrosümmeetrilise kristalse struktuuri tõttu.Pingutatud räni kasutamine on juba toonud huvitavaid tulemusi [2], kuid mittelineaarsused ei võimalda veel praktilisi seadmeid.Nüüdisaegsed ränifotoonmodulaatorid sõltuvad seetõttu endiselt vaba kandja dispersioonist pn- või pin-ristmikel [3–5].On näidatud, et ettepoole suunatud kallutatud ristmikel on nii madal pingepikkus kui VπL = 0, 36 V mm, kuid modulatsioonikiirust piirab vähemuskandjate dünaamika.Siiski on elektrisignaali eelrõhu abil genereeritud andmeedastuskiirus 10 Gbit/s [4].Kasutades selle asemel vastupidiseid kallutatud ristmikke, on ribalaiust suurendatud umbes 30 GHz-ni [5,6], kuid pingepikkuse korrutis tõusis väärtuseni VπL = 40 V mm.Kahjuks tekitavad sellised plasmaefekti faasimodulaatorid ka soovimatut intensiivsusmodulatsiooni [7] ja reageerivad rakendatavale pingele mittelineaarselt.Täiustatud modulatsioonivormingud, nagu QAM, nõuavad aga lineaarset vastust ja puhast faasimodulatsiooni, mistõttu on elektrooptilise efekti (Pockelsi efekt [8]) kasutamine eriti soovitav.
2. SOH-lähenemine
Hiljuti on välja pakutud räni-orgaanilise hübriidi (SOH) lähenemisviisi [9–12].SOH-modulaatori näide on näidatud joonisel 1(a).See koosneb pilulainejuhist, mis suunab optilist välja, ja kahest räniribast, mis ühendavad elektriliselt optilise lainejuhi metallelektroodidega.Elektroodid asuvad optilisest modaalväljast väljaspool, et vältida optilisi kadusid [13], joonis 1(b).Seade on kaetud elektrooptilise orgaanilise materjaliga, mis täidab pilu ühtlaselt.Moduleerivat pinget kannab metallist elektriline lainejuht ja see langeb läbi pilu tänu juhtivatele räniribadele.Saadud elektriväli muudab seejärel ülikiire elektrooptilise efekti kaudu pilus oleva murdumisnäitaja.Kuna pilu laius on suurusjärgus 100 nm, piisab mõnest voltist, et tekitada väga tugevaid moduleerivaid väljasid, mis on enamiku materjalide dielektrilise tugevuse suurusjärgus.Struktuuril on kõrge modulatsioonitõhusus, kuna nii moduleeriv kui ka optiline väli on koondunud pilusse, joonis 1(b) [14].Tõepoolest, alamvoldise tööga SOH-modulaatorite [11] esimesi rakendusi on juba näidatud ja siinusmodulatsiooni kuni 40 GHz demonstreeriti [15, 16].Madalpinge kiirete SOH-modulaatorite ehitamise väljakutseks on aga väga juhtiva ühendusriba loomine.Samaväärses vooluringis võib pilu kujutada kondensaatoriga C ja juhtivaid ribasid takistitega R, joonis 1(b).Vastav RC ajakonstant määrab seadme ribalaiuse [10,14,17,18].Resistentsuse R vähendamiseks on soovitatud silikoonribasid legeerida [10,14].Kuigi doping suurendab räniribade juhtivust (ja seega suurendab ka optilisi kadusid), tuleb maksta täiendavat kahjutrahvi, kuna lisandite hajumine kahjustab elektronide liikuvust [10, 14, 19].Veelgi enam, viimased valmistamiskatsed näitasid ootamatult madalat juhtivust.
Hiina Silicon Valleys – Pekingi Zhongguancunis asuv Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. on kõrgtehnoloogiline ettevõte, mis on pühendunud kodumaiste ja välismaiste uurimisasutuste, uurimisinstituutide, ülikoolide ja ettevõtete teadustöötajate teenindamisele.Meie ettevõte tegeleb peamiselt optoelektroonikatoodete sõltumatu uurimis- ja arendustegevuse, projekteerimise, tootmise, müügiga ning pakub uuenduslikke lahendusi ja professionaalseid isikupärastatud teenuseid teadlastele ja tööstusinseneridele.Pärast aastatepikkust sõltumatut innovatsiooni on see moodustanud rikkaliku ja täiusliku fotoelektriliste toodete seeria, mida kasutatakse laialdaselt munitsipaal-, sõjaväe-, transpordi-, elektri-, rahandus-, haridus-, meditsiini- ja muudes tööstusharudes.
Ootame teiega koostööd!
Postitusaeg: 29. märts 2023