ਫੋਟੋਨਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ (PIC) ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮ

ਫੋਟੋਨਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ (PIC) ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮ

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਇੱਕ ਅਜਿਹਾ ਵਿਸ਼ਾ ਹੈ ਜੋ ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਮੱਗਰੀ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਪਲੇਨਰ ਸਟ੍ਰਕਚਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਕਾਰਜਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਰੌਸ਼ਨੀ ਨੂੰ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਅਸੀਂ ਇੱਥੇ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੰਚਾਰ ਲਈ ਟ੍ਰਾਂਸਮੀਟਰ ਅਤੇ ਰਿਸੀਵਰ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਬੈਂਡਵਿਡਥ, ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਫੁੱਟਪ੍ਰਿੰਟ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਗਏ ਖਰਚੇ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਜੋੜਨ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਵਧਦੀ ਹੈ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਆਰਥਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਬਣ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਆਪਟੀਕਲ ਹਿੱਸੇ ਲਈ,ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕਰਨ ਤਕਨਾਲੋਜੀਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾਣੀ ਚਾਹੀਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਅੱਜ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਕੋਹੇਰੈਂਟ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰ ਵੱਖਰੇ LiNbO3/ ਪਲੇਨਰ ਲਾਈਟ-ਵੇਵ ਸਰਕਟ (PLC) ਮਾਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਅਤੇ InP/PLC ਰਿਸੀਵਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਏ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 1: ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਫੋਟੋਨਿਕ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ (PIC) ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਸਿੱਧ PIC ਮਟੀਰੀਅਲ ਸਿਸਟਮ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਸਿਲਿਕਾ PIC (ਜਿਸਨੂੰ PLC ਵੀ ਕਿਹਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ), ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਇੰਸੂਲੇਟਰ PIC (ਸਿਲਿਕਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ), ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ (LiNbO3), ਅਤੇ III-V ਸਮੂਹ PIC, ਜਿਵੇਂ ਕਿ InP ਅਤੇ GaAs ਹਨ। ਇਹ ਪੇਪਰ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਫੋਟੋਨਿਕਸ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਹੈ। ਵਿੱਚਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ, ਲਾਈਟ ਸਿਗਨਲ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਿੱਚ ਯਾਤਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸਦਾ ਅਸਿੱਧਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ 1.12 ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਵੋਲਟ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (1.1 ਮਾਈਕਰੋਨ ਦੀ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ)। ਸਿਲੀਕਾਨ ਨੂੰ ਭੱਠੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ੁੱਧ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਉਗਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਫਿਰ ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚ ਕੱਟਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਅੱਜ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ 300 ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਵਿਆਸ ਵਿੱਚ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਵੇਫਰ ਸਤਹ ਨੂੰ ਇੱਕ ਸਿਲਿਕਾ ਪਰਤ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਆਕਸੀਡਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ 'ਤੇ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਇੱਕ ਖਾਸ ਡੂੰਘਾਈ ਤੱਕ ਬੰਬਾਰੀ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਫਿਰ ਦੋ ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਇੱਕ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਫਿਊਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀਆਂ ਆਕਸਾਈਡ ਪਰਤਾਂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਅਸੈਂਬਲੀ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਆਇਨ ਇਮਪਲਾਂਟੇਸ਼ਨ ਲਾਈਨ ਦੇ ਨਾਲ ਟੁੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਫਿਰ ਦਰਾੜ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਪਰਤ ਨੂੰ ਪਾਲਿਸ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਸਿਲਿਕਾ ਪਰਤ ਦੇ ਉੱਪਰ ਬਰਕਰਾਰ ਸਿਲੀਕਾਨ "ਹੈਂਡਲ" ਵੇਫਰ ਦੇ ਉੱਪਰ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ Si ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਛੱਡ ਦਿੱਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਇਸ ਪਤਲੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਪਰਤ ਤੋਂ ਵੇਵਗਾਈਡ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਹ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਇੰਸੂਲੇਟਰ (SOI) ਵੇਫਰ ਘੱਟ-ਨੁਕਸਾਨ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਨੂੰ ਸੰਭਵ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਉਹ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਘੱਟ-ਪਾਵਰ CMOS ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਘੱਟ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।

ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਆਪਟੀਕਲ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਦੇ ਕਈ ਸੰਭਵ ਰੂਪ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੇਲ ਜਰਨੀਅਮ-ਡੋਪਡ ਸਿਲਿਕਾ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਨੈਨੋਸਕੇਲ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡਾਂ ਤੱਕ ਹਨ। ਜਰਨੀਅਮ ਨੂੰ ਮਿਲਾ ਕੇ, ਇਹ ਬਣਾਉਣਾ ਸੰਭਵ ਹੈਫੋਟੋ ਡਿਟੈਕਟਰਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਸਮਾਈਮਾਡਿਊਲੇਟਰ, ਅਤੇ ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਵੀ। ਸਿਲੀਕਾਨ ਨੂੰ ਡੋਪ ਕਰਕੇ, ਇੱਕਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੂਲੇਟਰਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ ਹੇਠਾਂ ਹਨ: ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਆਕਸੀਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਮੋਟਾ ਸਿਲੀਕਾਨ ਰਿਜ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਪਤਲਾ ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ ਅਤੇ ਡੋਪਡ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵੇਵਗਾਈਡ। ਉੱਪਰ, ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ, ਡਿਪਲੇਸ਼ਨ ਮੋਡੂਲੇਟਰ, ਜਰਮੇਨੀਅਮ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ, ਅਤੇ ਜਰਮੇਨੀਅਮ ਹਨ।ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ.

ਚਿੱਤਰ 2: ਇੱਕ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਤ ਆਪਟੀਕਲ ਵੇਵਗਾਈਡ ਲੜੀ ਦਾ ਕਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ, ਆਮ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਅਪਵਰਤਕ ਸੂਚਕਾਂਕ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।