Krahasimi i sistemeve të materialit të qarkut të integruar fotonik

Krahasimi i sistemeve të materialit të qarkut të integruar fotonik
Figura 1 tregon një krahasim të dy sistemeve materiale, fosforit indium (INP) dhe silikonit (SI). Rrallë e indiumit e bën INP një material më të shtrenjtë se SI. Për shkak se qarqet me bazë silikoni përfshijnë më pak rritje epitaksiale, rendimenti i qarqeve me bazë silikoni është zakonisht më i lartë se ai i qarqeve INP. Në qarqet me bazë silikoni, germanium (GE), i cili zakonisht përdoret vetëm nëFotodetektor(detektorë drite), kërkon rritje epitaksiale, ndërsa në sistemet e INP, madje edhe shiritat e valëve pasive duhet të përgatiten nga rritja epitaksiale. Rritja epitaksiale ka tendencë të ketë një densitet më të lartë të defektit sesa rritja e vetme e kristalit, siç është nga një shirit kristali. Valët e valëve të Inp kanë kontrast të lartë të indeksit refraktiv vetëm në tërthor, ndërsa shiritat e valëve të bazuara në silikon kanë kontrast të lartë të indeksit refraktiv si në tërthor ashtu edhe në gjatësi, i cili lejon pajisjet me bazë silikoni të arrijnë rreze më të vogla të lakimit dhe strukturave të tjera më kompakte. Ingaasp ka një hendek të drejtpërdrejtë të bandës, ndërsa SI dhe GE jo. Si rezultat, sistemet e materialeve INP janë superiore për sa i përket efikasitetit të lazerit. Oksidet e brendshme të sistemeve INP nuk janë aq të qëndrueshme dhe të forta sa oksidet e brendshme të Si, dioksid silikoni (SiO2). Silicon është një material më i fortë se INP, duke lejuar përdorimin e madhësive më të mëdha të meshës, d.m.th. nga 300 mm (së shpejti do të përmirësohet në 450 mm) në krahasim me 75 mm në INP. I brendshëmmoduluesZakonisht varet nga efekti i rreptë kuantik, i cili është i ndjeshëm ndaj temperaturës për shkak të lëvizjes së skajit të brezit të shkaktuar nga temperatura. Në të kundërt, varësia e temperaturës së moduluesve me bazë silikoni është shumë e vogël.

Teknologjia e fotonikës silikoni në përgjithësi konsiderohet e përshtatshme vetëm për produkte me kosto të ulët, me rreze të shkurtër, me vëllim të lartë (më shumë se 1 milion copë në vit). Kjo për shkak se pranohet gjerësisht që kërkohet një sasi e madhe e kapacitetit të meshës për të përhapur kostot e maskës dhe zhvillimit, dhe kjoTeknologjia e fotonikës silikoniKa disavantazhe të konsiderueshme të performancës në aplikimet e produkteve rajonale dhe të gjatë të qytetit. Në realitet, megjithatë, e kundërta është e vërtetë. Në aplikime me kosto të ulët, me rreze të shkurtër, me rendiment të lartë, lazer vertikal që lëshon sipërfaqen (VCSEL) dhelazer i moduluar direkt (DML lazer): Lazeri i moduluar drejtpërdrejt paraqet një presion të madh konkurrues, dhe dobësia e teknologjisë fotonike me bazë silikoni që nuk mund të integrojë lehtësisht lazerët është bërë një disavantazh i rëndësishëm. Në të kundërt, në metro, aplikimet në distanca të gjata, për shkak të preferencës për integrimin e teknologjisë së fotonikës silikoni dhe përpunimit dixhital të sinjalit (DSP) së bashku (i cili shpesh është në mjedise me temperaturë të lartë), është më e dobishme të ndani lazerin. Për më tepër, teknologjia koherente e zbulimit mund të përbëjë nga mangësitë e teknologjisë së fotonikës silikoni në një masë të madhe, siç është problemi që rryma e errët është shumë më e vogël se fotokursi lokal i oshilatorit. Në të njëjtën kohë, është gjithashtu e gabuar të mendosh që një sasi e madhe e kapacitetit të meshës është e nevojshme për të mbuluar kostot e maskës dhe zhvillimit, sepse teknologjia e fotonikës silikoni përdor madhësitë e nyjeve që janë shumë më të mëdha se gjysmëpërçuesit më të përparuar të oksidit të metaleve (CMO), kështu që maskat e kërkuara dhe drejtimet e prodhimit janë relativisht të lira.