42.7 Gbit/S ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር በሲሊኮን ቴክኖሎጂ

የኦፕቲካል ሞዱለተር በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ባህሪያት አንዱ የመቀየሪያ ፍጥነት ወይም የመተላለፊያ ይዘት ነው, ይህም ቢያንስ ካለው ኤሌክትሮኒክስ ጋር ፈጣን መሆን አለበት. ትራንዚስተሮች ከ100 GHz በላይ የሆነ የመተላለፊያ ድግግሞሽ ያላቸው በ90 nm የሲሊኮን ቴክኖሎጂ ታይተዋል፣ እና ዝቅተኛው የባህሪ መጠን ሲቀንስ ፍጥነቱ የበለጠ ይጨምራል። ይሁን እንጂ በአሁኑ ጊዜ በሲሊኮን ላይ የተመሰረቱ ሞዱለተሮች የመተላለፊያ ይዘት ውስን ነው. ሲሊኮን በሴንትሮ-ሲሜትሪክ ክሪስታል አወቃቀሩ ምክንያት የ χ(2) -የመስመር አልባነት የለውም። የተጣራ ሲሊኮን መጠቀም ቀድሞውኑ አስደሳች ውጤቶችን አስገኝቷል [2] ፣ ግን ያልተለመዱ ነገሮች ለተግባራዊ መሣሪያዎች ገና አይፈቅዱም። የዘመናዊው የሲሊኮን ፎቶኒክ ሞዱላተሮች አሁንም በpn ወይም ፒን መገናኛዎች [3-5] ውስጥ ባለው የነጻ አገልግሎት አቅራቢ ስርጭት ላይ ይተማመናሉ። ወደ ፊት የተዛባ መጋጠሚያዎች የቮልቴጅ-ርዝመት ምርትን ዝቅተኛውን VπL = 0.36 V ሚሜ እንደሚያሳዩ ታይቷል፣ ነገር ግን የመቀየሪያው ፍጥነት በአናሳ ተሸካሚዎች ተለዋዋጭነት የተገደበ ነው። አሁንም፣ የ10 Gbit/s የውሂብ መጠኖች በኤሌክትሪክ ምልክት ቅድመ-አጽንዖት እርዳታ [4] ተፈጥረዋል። በምትኩ የተገላቢጦሽ መጋጠሚያዎችን በመጠቀም የመተላለፊያ ይዘት ወደ 30 GHz [5,6] ጨምሯል, ነገር ግን የቮልቴጅ ርዝመት ምርቱ ወደ VπL = 40 V ሚሜ ከፍ ብሏል. እንደ አለመታደል ሆኖ፣ እንደነዚህ ያሉት የፕላዝማ ተጽእኖ ሞዱላተሮች ያልተፈለገ የኃይለኛ ሞጁሉን (7) ያመርታሉ፣ እና ለተተገበረው ቮልቴጅ ምላሽ ይሰጣሉ። እንደ QAM ያሉ የላቁ የማሻሻያ ቅርጸቶች የኤሌክትሮ ኦፕቲክ ተፅእኖን (Pockels effect [8]) ብዝበዛን በተለይ ተፈላጊ በማድረግ ቀጥተኛ ምላሽ እና የንፁህ ደረጃ ማስተካከያ ያስፈልጋቸዋል።

2. የ SOH አቀራረብ
በቅርብ ጊዜ የሲሊኮን-ኦርጋኒክ ድብልቅ (SOH) አቀራረብ ቀርቧል [9-12]. የ SOH modulator ምሳሌ በስእል 1 (ሀ) ላይ ይታያል. የኦፕቲካል ፊልዱን የሚመራ ማስገቢያ ሞገድ እና ሁለት የሲሊኮን ሰቆች የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያውን ከብረታ ብረት ኤሌክትሮዶች ጋር በኤሌክትሪክ የሚያገናኙ ናቸው። የኦፕቲካል ኪሳራዎችን ለማስወገድ ኤሌክትሮዶች ከኦፕቲካል ሞዳል መስክ ውጭ ይገኛሉ [13] ፣ ምስል 1 (ለ)። መሣሪያው በኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ኦርጋኒክ ቁሳቁስ ተሸፍኗል ፣ ይህም ክፍተቱን በተመሳሳይ ሁኔታ ይሞላል። የሚቀያይሩ ቮልቴጅ በብረታ ብረት ኤሌክትሪካዊ ሞገድ የተሸከመ እና በመያዣው ላይ ይወርዳል ለሚመሩት የሲሊኮን ሰቆች ምስጋና ይግባው። በዚህ ምክንያት የተፈጠረው የኤሌክትሪክ መስክ እጅግ በጣም ፈጣን በሆነው የኤሌክትሮ ኦፕቲክ ተጽእኖ በ ማስገቢያ ውስጥ ያለውን የማጣቀሻ ኢንዴክስ ይለውጣል። ማስገቢያው በ 100 nm ቅደም ተከተል ውስጥ ስፋት ስላለው ጥቂት ቮልት በጣም ኃይለኛ ሞጁሊንግ መስኮችን ለመፍጠር በቂ ነው, እነዚህም በአብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች የዲኤሌክትሪክ ጥንካሬ ቅደም ተከተል ናቸው. አወቃቀሩ ከፍተኛ የመቀየሪያ ቅልጥፍና አለው ምክንያቱም ሁለቱም ሞዱሊንግ እና ኦፕቲካል መስኮች በመግቢያው ውስጥ የተከማቹ ናቸው ፣ ስእል 1 (ለ) [14]። በእርግጥ የኤስኦኤች ሞዱላተሮች በንዑስ ቮልት ኦፕሬሽን [11] የመጀመሪያ ትግበራዎች ታይተዋል፣ እና የ sinusoidal modulation እስከ 40 GHz [15,16] ታይቷል። ይሁን እንጂ ዝቅተኛ-ቮልቴጅ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የ SOH ሞጁሎች በመገንባት ላይ ያለው ተግዳሮት በጣም ምቹ የሆነ ማገናኛን መፍጠር ነው. በተመጣጣኝ ዑደት ውስጥ ማስገቢያው በ capacitor C እና conductive strips በ resistors R, ምስል 1 (ለ) ሊወከል ይችላል. ተጓዳኝ የ RC ጊዜ ቋሚ የመሳሪያውን የመተላለፊያ ይዘት ይወስናል [10,14,17,18]. ተቃውሞውን R ለመቀነስ፣ የሲሊኮን ማሰሪያዎችን [10፣14] እንዲያደርጉ ተጠቁሟል። ዶፒንግ የሲሊኮን ስትሪፕ እንቅስቃሴን ይጨምራል (በመሆኑም የኦፕቲካል ኪሳራዎችን ይጨምራል) የኤሌክትሮን ተንቀሳቃሽነት በንጽሕና መበታተን ስለሚጎዳ አንድ ተጨማሪ ኪሳራ ቅጣት ይከፍላል [10,14,19]. ከዚህም በላይ በጣም የቅርብ ጊዜ የማምረት ሙከራዎች ባልተጠበቀ ሁኔታ ዝቅተኛ የመንቀሳቀስ ችሎታ አሳይተዋል.

ቤጂንግ ሮፊያ ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ኩባንያ በቻይና “ሲሊኮን ቫሊ” ውስጥ የሚገኘው – ቤጂንግ ጒንጉዋንኩን የአገር ውስጥና የውጭ የምርምር ተቋማትን፣ የምርምር ተቋማትን፣ ዩኒቨርሲቲዎችን እና የኢንተርፕራይዝ ሳይንሳዊ ምርምር ባለሙያዎችን ለማገልገል የተቋቋመ ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ድርጅት ነው። ኩባንያችን በዋናነት በገለልተኛ ምርምር እና ልማት ፣ ዲዛይን ፣ ማምረት ፣ የኦፕቲካል ኤሌክትሮኒክስ ምርቶች ሽያጭ ላይ የተሰማራ ሲሆን ለሳይንሳዊ ተመራማሪዎች እና የኢንዱስትሪ መሐንዲሶች ፈጠራ መፍትሄዎችን እና ሙያዊ ፣ ግላዊ አገልግሎቶችን ይሰጣል ። ከዓመታት ነፃ ፈጠራ በኋላ በማዘጋጃ ቤት ፣ በወታደራዊ ፣ በመጓጓዣ ፣ በኤሌክትሪክ ኃይል ፣ በፋይናንስ ፣ በትምህርት ፣ በሕክምና እና በሌሎች ኢንዱስትሪዎች ውስጥ በሰፊው ጥቅም ላይ የሚውሉ የፎቶ ኤሌክትሪክ ምርቶች የበለፀጉ እና ፍጹም ተከታታይ ፈጥረዋል ።

ከእርስዎ ጋር ትብብር ለማድረግ እየጠበቅን ነው!