سلڪون فوٽونڪس فعال عنصر

سلڪون فوٽونڪس فعال عنصر

فوٽونڪس جا فعال جزا خاص طور تي روشني ۽ مادي جي وچ ۾ ارادي طور تي ٺهيل متحرڪ رابطي جو حوالو ڏين ٿا. فوٽونڪس جو هڪ عام فعال جزو هڪ آپٽيڪل ماڊيوليٽر آهي. سڀ موجوده سلڪون تي ٻڌلآپٽيڪل ماڊيوليٽرپلازما فري ڪيريئر اثر تي ٻڌل آهن. ڊوپنگ، برقي يا آپٽيڪل طريقن سان سلڪون مواد ۾ آزاد اليڪٽرانن ۽ سوراخن جي تعداد کي تبديل ڪرڻ سان ان جي پيچيده ريفريڪٽو انڊيڪس تبديل ٿي سگهي ٿي، هڪ عمل جيڪو مساوات (1,2) ۾ ڏيکاريل آهي جيڪو سورف ۽ بينيٽ کان 1550 نانو ميٽر جي موج جي ڊيگهه تي ڊيٽا کي فٽ ڪندي حاصل ڪيو ويو آهي. اليڪٽرانن جي مقابلي ۾، سوراخ حقيقي ۽ خيالي ريفريڪٽو انڊيڪس تبديلين جو هڪ وڏو تناسب پيدا ڪن ٿا، يعني، اهي ڏنل نقصان جي تبديلي لاءِ هڪ وڏو مرحلو تبديلي پيدا ڪري سگهن ٿا، تنهنڪريماچ-زينڊر ماڊيوليٽر۽ رنگ ماڊيوليٽر، عام طور تي سوراخ ٺاهڻ لاءِ استعمال ڪرڻ کي ترجيح ڏني ويندي آهيفيز ماڊيوليٽر.

مختلفسلڪون (Si) ماڊيوليٽرقسمون شڪل 10A ۾ ڏيکاريل آهن. ڪيريئر انجيڪشن ماڊيوليٽر ۾، روشني هڪ تمام ويڪري پن جنڪشن اندر اندروني سلڪون ۾ واقع آهي، ۽ اليڪٽران ۽ سوراخ انجيڪشن ڪيا ويندا آهن. بهرحال، اهڙا ماڊيوليٽر سست هوندا آهن، عام طور تي 500 MHz جي بينڊوڊٿ سان، ڇاڪاڻ ته مفت اليڪٽران ۽ سوراخ انجيڪشن کان پوءِ ٻيهر گڏ ٿيڻ ۾ وڌيڪ وقت وٺندا آهن. تنهن ڪري، هي ڍانچو اڪثر ڪري هڪ متغير آپٽيڪل ايٽينيوٽر (VOA) جي طور تي استعمال ڪيو ويندو آهي هڪ ماڊيوليٽر جي بدران. ڪيريئر ڊيپليشن ماڊيوليٽر ۾، روشني جو حصو هڪ تنگ pn جنڪشن ۾ واقع آهي، ۽ pn جنڪشن جي ڊيپليشن ويڪر هڪ لاڳو ٿيل برقي ميدان ذريعي تبديل ڪئي ويندي آهي. هي ماڊيوليٽر 50Gb/s کان وڌيڪ رفتار تي ڪم ڪري سگهي ٿو، پر ان ۾ هڪ اعلي پس منظر داخل ڪرڻ جو نقصان آهي. عام vpil 2 V-cm آهي. هڪ ڌاتو آڪسائيڊ سيمي ڪنڊڪٽر (MOS) (اصل ۾ سيمي ڪنڊڪٽر-آڪسائيڊ-سيمڪنڊڪٽر) ماڊيوليٽر هڪ pn جنڪشن ۾ هڪ پتلي آڪسائيڊ پرت تي مشتمل آهي. اهو ڪجهه ڪيريئر جمع ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿو ۽ ڪيريئر جي گهٽتائي، تقريبن 0.2 V-cm جي ننڍڙي VπL جي اجازت ڏئي ٿو، پر ان ۾ وڌيڪ آپٽيڪل نقصان ۽ في يونٽ ڊيگهه ۾ وڌيڪ گنجائش جو نقصان آهي. ان کان علاوه، SiGe (سلڪون جرمينيم مصر) بينڊ ايج موومينٽ تي ٻڌل SiGe برقي جذب ماڊيوليٽر آهن. ان کان علاوه، اهڙا گرافين ماڊيوليٽر آهن جيڪي جذب ڪندڙ ڌاتو ۽ شفاف انسولٽر جي وچ ۾ سوئچ ڪرڻ لاءِ گرافين تي ڀروسو ڪن ٿا. اهي تيز رفتار، گهٽ نقصان واري آپٽيڪل سگنل ماڊيوليشن حاصل ڪرڻ لاءِ مختلف ميڪانيزم جي ايپليڪيشنن جي تنوع کي ظاهر ڪن ٿا.

شڪل 10: (الف) مختلف سلڪون تي ٻڌل آپٽيڪل ماڊيوليٽر ڊيزائنن جو ڪراس-سيڪشنل ڊاگرام ۽ (ب) آپٽيڪل ڊيٽيڪٽر ڊيزائنن جو ڪراس-سيڪشنل ڊاگرام.

شڪل 10B ۾ ڪيترائي سلڪون تي ٻڌل روشني ڊيٽيڪٽر ڏيکاريا ويا آهن. جذب ڪندڙ مواد جرمينيم (Ge) آهي. Ge تقريبن 1.6 مائڪرون تائين موج جي ڊيگهه تي روشني جذب ڪرڻ جي قابل آهي. کاٻي پاسي ڏيکاريل اڄ جي سڀ کان وڌيڪ تجارتي طور تي ڪامياب پن جي جوڙجڪ آهي. اهو P-قسم جي ڊوپڊ سلڪون مان ٺهيل آهي جنهن تي Ge وڌندو آهي. Ge ۽ Si ۾ 4٪ لٽيس بي ترتيب آهي، ۽ خلل کي گهٽائڻ لاءِ، SiGe جي هڪ پتلي پرت کي پهريان بفر پرت طور وڌايو ويندو آهي. N-قسم جي ڊوپنگ Ge پرت جي چوٽي تي ڪئي ويندي آهي. هڪ ڌاتو-سيمڪنڊڪٽر-ڌاتو (MSM) فوٽوڊيوڊ وچ ۾ ڏيکاريو ويو آهي، ۽ هڪ APD (برفاني تودو فوٽوڊيڪٽر) ساڄي پاسي ڏيکاريل آهي. APD ۾ برفاني تودوخي وارو علائقو Si ۾ واقع آهي، جنهن ۾ گروپ III-V عنصري مواد ۾ برفاني تودوخي واري علائقي جي مقابلي ۾ گهٽ شور جون خاصيتون آهن.

هن وقت، سلڪون فوٽونڪس سان آپٽيڪل گين کي ضم ڪرڻ ۾ ڪو به واضح فائدن سان حل موجود ناهي. شڪل 11 اسيمبلي جي سطح جي ترتيب ڏنل ڪيترائي ممڪن آپشن ڏيکاري ٿي. کاٻي پاسي تي مونوليٿڪ انٽيگريشن آهن جن ۾ ايپيٽڪسيلي طور تي وڌايل جرمينيم (Ge) کي آپٽيڪل گين مواد جي طور تي استعمال ڪرڻ، ايربيم-ڊوپڊ (Er) گلاس ويگ گائيڊ (جهڙوڪ Al2O3، جنهن کي آپٽيڪل پمپنگ جي ضرورت آهي)، ۽ ايپيٽڪسيلي طور تي وڌايل گيليم آرسنائيڊ (GaAs) ڪوانٽم ڊاٽ شامل آهن. ايندڙ ڪالم ويفر کان ويفر اسيمبلي آهي، جنهن ۾ III-V گروپ گين علائقي ۾ آڪسائيڊ ۽ نامياتي بانڊنگ شامل آهي. ايندڙ ڪالم چپ کان ويفر اسيمبلي آهي، جنهن ۾ III-V گروپ چپ کي سلڪون ويفر جي گفا ۾ شامل ڪرڻ ۽ پوءِ ويگ گائيڊ structure کي مشين ڪرڻ شامل آهي. هن پهرين ٽن ڪالمن جي طريقي جو فائدو اهو آهي ته ڊوائيس کي ڪٽڻ کان اڳ ويفر اندر مڪمل طور تي ڪم ڪندڙ جانچ ڪري سگهجي ٿو. ساڄي پاسي وارو ڪالم چپ کان چپ اسيمبلي آهي، جنهن ۾ سلڪون چپس جو III-V گروپ چپس سان سڌو سنئون جوڙڻ، انهي سان گڏ لينس ۽ گريٽنگ ڪپلر ذريعي جوڙڻ شامل آهي. ڪمرشل ايپليڪيشنن جو رجحان چارٽ جي ساڄي پاسي کان کاٻي پاسي وڌيڪ مربوط ۽ مربوط حلن ڏانهن وڌي رهيو آهي.

شڪل 11: ڪيئن آپٽيڪل گين کي سلڪون تي ٻڌل فوٽونڪس ۾ ضم ڪيو ويو آهي. جيئن توهان کاٻي کان ساڄي طرف وڃو ٿا، پيداوار جي داخل ڪرڻ جو نقطو عمل ۾ بتدريج پوئتي هليو ويندو آهي.