Kuyerekeza kwa makina opangidwa ndi zinthu zozungulira zojambulidwa ndi photonic

Kuyerekeza kwa makina opangidwa ndi zinthu zozungulira zojambulidwa ndi photonic
Chithunzi 1 chikuwonetsa kufananiza kwa machitidwe awiri azinthu, indium Phosphorus (InP) ndi silicon (Si). Kusowa kwa indium kumapangitsa InP kukhala chinthu chokwera mtengo kuposa Si. Chifukwa ma circuits ozikidwa pa silicon safuna kukula kwakukulu kwa epitaxial, zokolola za ma circuits ozikidwa pa silicon nthawi zambiri zimakhala zapamwamba kuposa za ma circuits ozikidwa pa silicon. Mu ma circuits ozikidwa pa silicon, germanium (Ge), yomwe nthawi zambiri imagwiritsidwa ntchito kokha muChowunikira zithunzi(zowunikira kuwala), imafuna kukula kwa epitaxial, pomwe mu machitidwe a InP, ngakhale ma waveguides osagwira ntchito ayenera kukonzedwa ndi kukula kwa epitaxial. Kukula kwa Epitaxial kumakhala ndi kuchuluka kwa chilema chachikulu kuposa kukula kwa kristalo imodzi, monga kuchokera ku ingot ya kristalo. Ma waveguides a InP ali ndi kusiyana kwakukulu kwa index yowonekera bwino mu transverse, pomwe ma waveguides ozikidwa pa silicon ali ndi kusiyana kwakukulu kwa index yowonekera bwino mu transverse ndi longitudinal, zomwe zimalola zida zochokera ku silicon kukwaniritsa ma radii ang'onoang'ono opindika ndi kapangidwe kena kakang'ono kwambiri. InGaAsP ili ndi mpata wolunjika wa band, pomwe Si ndi Ge alibe. Zotsatira zake, machitidwe azinthu za InP ndi apamwamba pankhani ya laser. Ma oxides amkati a machitidwe a InP si okhazikika komanso olimba ngati ma oxides amkati a Si, silicon dioxide (SiO2). Silicon ndi chinthu champhamvu kuposa InP, chomwe chimalola kugwiritsa ntchito kukula kwakukulu kwa wafer, mwachitsanzo kuyambira 300 mm (posachedwa idzakwezedwa kufika 450 mm) poyerekeza ndi 75 mm mu InP. InPma modulatorsnthawi zambiri zimadalira mphamvu ya Stark yomwe imachepetsedwa ndi quantum, yomwe imakhudzidwa ndi kutentha chifukwa cha kayendedwe ka m'mphepete mwa band komwe kumachitika chifukwa cha kutentha. Mosiyana ndi zimenezi, kudalira kutentha kwa ma modulators okhala ndi silicon ndi kochepa kwambiri.

Ukadaulo wa silicon photonics nthawi zambiri umaonedwa kuti ndi woyenera pazinthu zotsika mtengo, zazifupi, komanso zapamwamba zokha (zoposa zidutswa 1 miliyoni pachaka). Izi zili choncho chifukwa anthu ambiri amavomereza kuti kuchuluka kwa wafer kumafunika kuti pakhale ndalama zambiri zogulira chigoba ndi kupanga, ndipo kutiukadaulo wa silicon photonicsili ndi zovuta zazikulu pakugwiritsa ntchito zinthu zomwe zimagwiritsidwa ntchito m'mizinda ndi m'madera osiyanasiyana komanso m'madera akutali. Komabe, zoona zake n'zakuti, zosiyana ndi zimenezi. Mu ntchito zotsika mtengo, zazifupi, zogwira ntchito bwino, laser yotulutsa zinthu pamwamba pa nthaka (VCSEL) ndilaser yoyendetsedwa mwachindunji (Laza ya DML): laser yosinthidwa mwachindunji imabweretsa mpikisano waukulu, ndipo kufooka kwa ukadaulo wa photonic wochokera ku silicon womwe sungaphatikize mosavuta ma laser kwakhala vuto lalikulu. Mosiyana ndi zimenezi, mu metro, kugwiritsa ntchito mtunda wautali, chifukwa chokonda kuphatikiza ukadaulo wa silicon photonics ndi digito signal processing (DSP) pamodzi (zomwe nthawi zambiri zimakhala m'malo otentha kwambiri), ndi bwino kulekanitsa laser. Kuphatikiza apo, ukadaulo wozindikira bwino ukhoza kubweza zofooka za ukadaulo wa silicon photonics kwambiri, monga vuto lakuti mdima wamagetsi ndi wochepa kwambiri kuposa photocurrent ya oscillator yapafupi. Nthawi yomweyo, ndikolakwika kuganiza kuti mphamvu yayikulu ya wafer ikufunika kuti iphimbe ndalama zophimba chigoba ndi chitukuko, chifukwa ukadaulo wa silicon photonics umagwiritsa ntchito kukula kwa ma node komwe ndi kwakukulu kwambiri kuposa ma semiconductors apamwamba kwambiri a zitsulo zophatikizana (CMOS), kotero masks ofunikira ndi ntchito zopangira ndizotsika mtengo.