ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ యొక్క అత్యంత ముఖ్యమైన లక్షణాలలో ఒకటి దాని మాడ్యులేషన్ వేగం లేదా బ్యాండ్విడ్త్, ఇది అందుబాటులో ఉన్న ఎలక్ట్రానిక్స్ వలె కనీసం వేగంగా ఉండాలి. 90 nm సిలికాన్ టెక్నాలజీలో 100 GHz కంటే చాలా ఎక్కువ ట్రాన్సిట్ ఫ్రీక్వెన్సీలను కలిగి ఉన్న ట్రాన్సిస్టర్లు ఇప్పటికే ప్రదర్శించబడ్డాయి మరియు కనీస ఫీచర్ పరిమాణం తగ్గినప్పుడు వేగం మరింత పెరుగుతుంది [1]. అయితే, ప్రస్తుత సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్ల బ్యాండ్విడ్త్ పరిమితంగా ఉంది. సిలికాన్ దాని సెంట్రో-సిమెట్రిక్ క్రిస్టలైన్ నిర్మాణం కారణంగా χ(2)-నాన్లీనియారిటీని కలిగి ఉండదు. స్ట్రెయిన్డ్ సిలికాన్ వాడకం ఇప్పటికే ఆసక్తికరమైన ఫలితాలకు దారితీసింది [2], కానీ నాన్లీనియారిటీలు ఇంకా ఆచరణాత్మక పరికరాలను అనుమతించవు. అందువల్ల అత్యాధునిక సిలికాన్ ఫోటోనిక్ మాడ్యులేటర్లు ఇప్పటికీ pn లేదా pin జంక్షన్లలో ఫ్రీ-క్యారియర్ డిస్పర్షన్పై ఆధారపడి ఉంటాయి [3–5]. ఫార్వర్డ్ బయాస్డ్ జంక్షన్లు VπL = 0.36 V mm అంత తక్కువ వోల్టేజ్-లెంగ్త్ ఉత్పత్తిని ప్రదర్శిస్తాయని చూపబడింది, కానీ మాడ్యులేషన్ వేగం మైనారిటీ క్యారియర్ల డైనమిక్స్ ద్వారా పరిమితం చేయబడింది. అయినప్పటికీ, విద్యుత్ సిగ్నల్ యొక్క ప్రీ-ఎంఫసిస్ సహాయంతో 10 Gbit/s డేటా రేట్లు ఉత్పత్తి చేయబడ్డాయి [4]. బదులుగా రివర్స్ బయాస్డ్ జంక్షన్లను ఉపయోగించడం ద్వారా, బ్యాండ్విడ్త్ సుమారు 30 GHz [5,6] కి పెరిగింది, కానీ వోల్టేజ్-లెంగ్త్ ప్రొడక్ట్ VπL = 40 V mm కి పెరిగింది. దురదృష్టవశాత్తు, అటువంటి ప్లాస్మా ఎఫెక్ట్ ఫేజ్ మాడ్యులేటర్లు అవాంఛనీయ తీవ్రత మాడ్యులేషన్ను కూడా ఉత్పత్తి చేస్తాయి [7], మరియు అవి వర్తింపజేసిన వోల్టేజ్కు నాన్లీనియర్గా ప్రతిస్పందిస్తాయి. అయితే, QAM వంటి అధునాతన మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్లకు లీనియర్ ప్రతిస్పందన మరియు స్వచ్ఛమైన ఫేజ్ మాడ్యులేషన్ అవసరం, ఇది ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ప్రభావాన్ని (పోకెల్స్ ఎఫెక్ట్ [8]) ఉపయోగించుకోవడాన్ని ప్రత్యేకంగా కోరదగినదిగా చేస్తుంది.
2. SOH విధానం
ఇటీవల, సిలికాన్-ఆర్గానిక్ హైబ్రిడ్ (SOH) విధానం సూచించబడింది [9–12]. SOH మాడ్యులేటర్కు ఒక ఉదాహరణ పటం 1(a)లో చూపబడింది. ఇది ఆప్టికల్ ఫీల్డ్ను మార్గనిర్దేశం చేసే ఒక స్లాట్ వేవ్గైడ్ మరియు ఆప్టికల్ వేవ్గైడ్ను మెటాలిక్ ఎలక్ట్రోడ్లకు విద్యుత్ పరంగా అనుసంధానించే రెండు సిలికాన్ స్ట్రిప్లను కలిగి ఉంటుంది. ఆప్టికల్ నష్టాలను నివారించడానికి ఎలక్ట్రోడ్లు ఆప్టికల్ మోడల్ ఫీల్డ్ వెలుపల ఉంటాయి [13], పటం 1(b). ఈ పరికరం ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ఆర్గానిక్ పదార్థంతో పూత పూయబడి ఉంటుంది, ఇది స్లాట్ను ఏకరీతిగా నింపుతుంది. మాడ్యులేటింగ్ వోల్టేజ్ మెటాలిక్ ఎలక్ట్రికల్ వేవ్గైడ్ ద్వారా తీసుకువెళ్ళబడుతుంది మరియు వాహక సిలికాన్ స్ట్రిప్ల కారణంగా స్లాట్ అంతటా తగ్గుతుంది. ఫలితంగా ఏర్పడిన విద్యుత్ క్షేత్రం అప్పుడు అతివేగవంతమైన ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ప్రభావం ద్వారా స్లాట్లోని వక్రీభవన సూచికను మారుస్తుంది. స్లాట్ సుమారు 100 nm వెడల్పును కలిగి ఉన్నందున, చాలా పదార్థాల డైఎలెక్ట్రిక్ బలం యొక్క పరిమాణ క్రమంలో ఉండే చాలా బలమైన మాడ్యులేటింగ్ క్షేత్రాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి కొన్ని వోల్టులు సరిపోతాయి. మాడ్యులేటింగ్ మరియు ఆప్టికల్ క్షేత్రాలు రెండూ స్లాట్ లోపల కేంద్రీకృతమై ఉన్నందున, ఈ నిర్మాణం అధిక మాడ్యులేషన్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది, చిత్రం 1(b) [14]. నిజానికి, సబ్-వోల్ట్ ఆపరేషన్తో కూడిన SOH మాడ్యులేటర్ల యొక్క మొదటి అమలులు [11] ఇప్పటికే చూపబడ్డాయి, మరియు 40 GHz వరకు సైనుసోయిడల్ మాడ్యులేషన్ ప్రదర్శించబడింది [15,16]. అయితే, తక్కువ-వోల్టేజ్ అధిక-వేగ SOH మాడ్యులేటర్లను నిర్మించడంలో ఉన్న సవాలు ఏమిటంటే, అధిక వాహకత కలిగిన కనెక్టింగ్ స్ట్రిప్ను సృష్టించడం. ఒక తుల్య సర్క్యూట్లో స్లాట్ను కెపాసిటర్ C ద్వారా మరియు వాహక స్ట్రిప్లను రెసిస్టర్లు R ద్వారా సూచించవచ్చు, చిత్రం 1(b). సంబంధిత RC టైమ్ కాన్స్టాంట్ పరికరం యొక్క బ్యాండ్విడ్త్ను నిర్ణయిస్తుంది [10,14,17,18]. రెసిస్టెన్స్ Rను తగ్గించడానికి, సిలికాన్ స్ట్రిప్లను డోపింగ్ చేయాలని సూచించబడింది [10,14]. డోపింగ్ సిలికాన్ స్ట్రిప్ల వాహకతను పెంచినప్పటికీ (మరియు అందువల్ల ఆప్టికల్ నష్టాలను పెంచుతుంది), మలినాల స్కాటరింగ్ ద్వారా ఎలక్ట్రాన్ చలనశీలత దెబ్బతినడం వలన అదనపు నష్ట భారాన్ని భరించాల్సి వస్తుంది [10,14,19]. అంతేకాకుండా, ఇటీవలి తయారీ ప్రయత్నాలు ఊహించని విధంగా తక్కువ వాహకత్వాన్ని చూపించాయి.
చైనా యొక్క “సిలికాన్ వ్యాలీ”గా పిలువబడే బీజింగ్ జోంగువాన్కున్లో ఉన్న బీజింగ్ రోఫియా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ కో., లిమిటెడ్, దేశీయ మరియు విదేశీ పరిశోధనా సంస్థలు, విశ్వవిద్యాలయాలు మరియు పారిశ్రామిక శాస్త్రీయ పరిశోధక సిబ్బందికి సేవలందించడానికి అంకితమైన ఒక హై-టెక్ సంస్థ. మా కంపెనీ ప్రధానంగా ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ ఉత్పత్తుల స్వతంత్ర పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి, రూపకల్పన, తయారీ, అమ్మకాలలో నిమగ్నమై ఉంది మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధకులు మరియు పారిశ్రామిక ఇంజనీర్ల కోసం వినూత్న పరిష్కారాలు మరియు వృత్తిపరమైన, వ్యక్తిగతీకరించిన సేవలను అందిస్తుంది. సంవత్సరాల స్వతంత్ర ఆవిష్కరణల తర్వాత, ఇది ఫోటోఎలక్ట్రిక్ ఉత్పత్తుల యొక్క గొప్ప మరియు పరిపూర్ణ శ్రేణిని రూపొందించింది, ఇవి మునిసిపల్, సైనిక, రవాణా, విద్యుత్, ఆర్థిక, విద్య, వైద్య మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.
మేము మీతో సహకరించడానికి ఎదురుచూస్తున్నాము!
పోస్ట్ చేసిన సమయం: మార్చి-29-2023