በሲሊኮን ቴክኖሎጂ ውስጥ 42.7 Gbit/S ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተር

የኦፕቲካል ሞዱለር በጣም አስፈላጊ ከሆኑት ባህሪያት አንዱ የሞዱሌሽን ፍጥነቱ ወይም የመተላለፊያ መተላለፊያው ሲሆን ይህም ቢያንስ ከሚገኙት ኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች ጋር እኩል መሆን አለበት። ከ100 GHz በላይ የመጓጓዣ ድግግሞሾች ያላቸው ትራንዚስተሮች በ90 nm የሲሊኮን ቴክኖሎጂ ውስጥ ታይተዋል፣ እና ዝቅተኛው የባህሪ መጠን ሲቀንስ ፍጥነቱ የበለጠ ይጨምራል [1]። ሆኖም፣ የዛሬው ሲሊከን ላይ የተመሰረቱ ሞዱላተሮች የመተላለፊያ ወሰን ውስን ነው። ሲሊከን በሴንትሮ-ሲሜትሪ ክሪስታላይዜሽን አወቃቀሩ ምክንያት χ(2)-መስመራዊነት የለውም። የተጣመረ ሲሊከን መጠቀም አስቀድመ አስደሳች ውጤቶችን አስገኝቷል [2]፣ ነገር ግን መስመራዊ ያልሆኑት እስካሁን ተግባራዊ መሳሪያዎችን አይፈቅዱም። ስለዚህ ዘመናዊ የሲሊኮን ፎቶኒክ ሞዱላተሮች አሁንም በ pn ወይም በፒን መገናኛዎች [3–5] ውስጥ በነጻ-ተሸካሚ ስርጭት ላይ ይተማመናሉ። ወደፊት የተዛቡ መጋጠሚያዎች እንደ VπL = 0.36 V mm ዝቅተኛ የቮልቴጅ ርዝመት ምርት እንደሚያሳዩ ታይቷል፣ ነገር ግን የሞዱሌሽን ፍጥነቱ በአናሳ ተሸካሚዎች ተለዋዋጭነት የተገደበ ነው። አሁንም፣ የ10 ጊቢት/ሰ የመረጃ ፍጥነቶች የኤሌክትሪክ ምልክትን ቅድመ-አፅንዖት በማግኘት ተፈጥረዋል [4]። በምትኩ የተገላቢጦሽ አድሏዊ መጋጠሚያዎችን በመጠቀም የመተላለፊያ ይዘቱ ወደ 30 ጊኸዝ [5,6] ያህል ጨምሯል፣ ነገር ግን የቮልቴጅ ርዝመት ምርቱ ወደ VπL = 40 V mm ከፍ ብሏል። እንደ አለመታደል ሆኖ፣ እንደዚህ ያሉ የፕላዝማ ውጤት ምዕራፍ ሞዱለሮች የማይፈለጉ የጥንካሬ ሞዱሌሽንም ያመነጫሉ [7]፣ እና ለተተገበረው ቮልቴጅ ቀጥተኛ ያልሆነ ምላሽ ይሰጣሉ። እንደ QAM ያሉ የላቁ የሞዱሌሽን ቅርጸቶች ግን መስመራዊ ምላሽ እና ንጹህ የደረጃ ሞዱሌሽን ያስፈልጋቸዋል፣ ይህም የኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ውጤትን (የፖኬልስ ውጤት [8]) አጠቃቀምን በተለይ ተፈላጊ ያደርገዋል።

2. የ SOH አቀራረብ
በቅርቡ የሲሊኮን-ኦርጋኒክ ድብልቅ (SOH) አቀራረብ ተጠቁሟል [9–12]። የSOH ሞዱለተር ምሳሌ በምስል 1(a) ላይ ይታያል። የኦፕቲካል መስኩን የሚመራ የስሎት ሞገድ መመሪያ እና የኦፕቲካል ሞገድ መመሪያውን ከብረታ ብረት ኤሌክትሮዶች ጋር በኤሌክትሪክ የሚያገናኙ ሁለት የሲሊኮን ቁርጥራጮችን ያካትታል። ኤሌክትሮዶቹ የኦፕቲካል ኪሳራዎችን ለማስወገድ ከኦፕቲካል ሞዳል መስክ ውጭ ይገኛሉ [13]፣ ምስል 1(ለ)። መሳሪያው ቀዳዳውን በእኩልነት በሚሞላ ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ኦርጋኒክ ቁሳቁስ ተሸፍኗል። የሞዱላቲንግ ቮልቴጅ በብረታ ብረት ኤሌክትሪክ ሞገድ መመሪያ ተሸክሞ በኮንዳክቲቭ ሲሊከን ቁርጥራጮች ምክንያት በመስኮቱ ላይ ይወርዳል። ከዚያም የተገኘው የኤሌክትሪክ መስክ በመስኮቱ ውስጥ ያለውን የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ እጅግ በጣም ፈጣን በሆነው ኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ውጤት ይለውጠዋል። ቀዳዳው በ100 nm ቅደም ተከተል ስፋት ስላለው፣ ጥቂት ቮልት በጣም ጠንካራ የሞዱላቲንግ መስኮችን ለማመንጨት በቂ ናቸው፣ ይህም በአብዛኛዎቹ ቁሳቁሶች የዲኤሌክትሪክ ጥንካሬ ቅደም ተከተል ውስጥ ነው። ሞዱላቲንግ እና የኦፕቲካል መስኮች በስሎው ውስጥ ስለሚከማቹ መዋቅሩ ከፍተኛ የሞዱላቲንግ ውጤታማነት አለው፣ ምስል 1(ለ) [14]። በእርግጥም፣ የ SOH ሞዱለተሮች ከንዑስ ቮልት አሠራር ጋር [11] የመጀመሪያ አተገባበሮች ታይተዋል፣ እና እስከ 40 GHz የሚደርስ የሳይኑሶይድ ሞዱሌሽን ታይቷል [15,16]። ሆኖም፣ ዝቅተኛ ቮልቴጅ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የ SOH ሞዱለተሮችን በመገንባት ረገድ ያለው ተግዳሮት ከፍተኛ ኮንዳክቲቭ ማያያዣ ስትሪፕ መፍጠር ነው። በተመጣጠነ ዑደት ውስጥ ስሎቱ በካፓሲተር ሲ እና ኮንዳክቲቭ ስትሪፖች በሪሰተሮች R ሊወከል ይችላል፣ ምስል 1(ለ)። ተጓዳኝ የ RC የጊዜ ቋሚ የመሳሪያውን የመተላለፊያ ይዘት ይወስናል [10,14,17,18]። የመቋቋም አቅምን ለመቀነስ፣ የሲሊኮን ስትሪፖችን ዶፒ ማድረግ ይመከራል [10,14]። ዶፒንግ የሲሊኮን ስትሪፖችን ኮንዳክሽን ቢጨምርም (እና ስለዚህ የኦፕቲካል ኪሳራዎችን ይጨምራል)፣ አንድ ሰው የኤሌክትሮን ተንቀሳቃሽነት በርኩሰት መበታተን ስለሚጎዳ ተጨማሪ የኪሳራ ቅጣት ይከፍላል [10,14,19]። ከዚህም በላይ የቅርብ ጊዜ የማምረቻ ሙከራዎች ባልተጠበቀ ሁኔታ ዝቅተኛ ኮንዳክሽን አሳይተዋል።

ቤጂንግ ሮፊያ ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ ኩባንያ ሊሚትድ በቻይና “ሲሊኮን ቫሊ” - ቤጂንግ ዞንግጓንኩን የሚገኝ ሲሆን የሀገር ውስጥ እና የውጭ የምርምር ተቋማትን፣ የምርምር ተቋማትን፣ ዩኒቨርሲቲዎችን እና የኢንተርፕራይዝ ሳይንሳዊ ምርምር ባለሙያዎችን ለማገልገል የተቋቋመ ከፍተኛ የቴክኖሎጂ ድርጅት ነው። ኩባንያችን በዋናነት በኦፕቶኤሌክትሮኒክ ምርቶች ሽያጭ፣ ዲዛይን፣ ማምረት፣ እና ለሳይንሳዊ ተመራማሪዎች እና ለኢንዱስትሪ መሐንዲሶች ፈጠራ መፍትሄዎችን እና ሙያዊ፣ ግላዊ አገልግሎቶችን ይሰጣል። ለዓመታት ነጻ ፈጠራ ካደረገ በኋላ፣ በማዘጋጃ ቤት፣ በወታደራዊ፣ በትራንስፖርት፣ በኤሌክትሪክ ኃይል፣ በፋይናንስ፣ በትምህርት፣ በሕክምና እና በሌሎች ኢንዱስትሪዎች በስፋት ጥቅም ላይ የሚውሉ የበለፀጉ እና ፍጹም የፎቶኤሌክትሪክ ምርቶችን ተከታታይ አቋቁሟል።

ከእርስዎ ጋር ለመተባበር በጉጉት እንጠብቃለን!