ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ (PIC) ਸਮੱਗਰੀ ਸਿਸਟਮ

ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ (PIC) ਸਮੱਗਰੀ ਸਿਸਟਮ

ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਇੱਕ ਅਨੁਸ਼ਾਸਨ ਹੈ ਜੋ ਕਿ ਕਈ ਤਰ੍ਹਾਂ ਦੇ ਫੰਕਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਨੂੰ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ ਕਰਨ ਲਈ ਸਿਲੀਕੋਨ ਸਮੱਗਰੀ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਪਲਾਨਰ ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਅਸੀਂ ਇੱਥੇ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕ ਸੰਚਾਰ ਲਈ ਟ੍ਰਾਂਸਮੀਟਰ ਅਤੇ ਰਿਸੀਵਰ ਬਣਾਉਣ ਵਿੱਚ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਦੀ ਵਰਤੋਂ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਿਤ ਕਰਦੇ ਹਾਂ। ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਇੱਕ ਦਿੱਤੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ, ਇੱਕ ਦਿੱਤੇ ਪੈਰਾਂ ਦੇ ਨਿਸ਼ਾਨ, ਅਤੇ ਇੱਕ ਦਿੱਤੀ ਗਈ ਲਾਗਤ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਪ੍ਰਸਾਰਣ ਜੋੜਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਆਰਥਿਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਧੇਰੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਬਣ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਆਪਟੀਕਲ ਹਿੱਸੇ ਲਈ,ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕਰਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀਲਾਜ਼ਮੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਜਾਣਾ ਚਾਹੀਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਅੱਜ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ ਇਕਸਾਰ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰ ਵੱਖਰੇ LiNbO3/ ਪਲੈਨਰ ​​ਲਾਈਟ-ਵੇਵ ਸਰਕਟ (PLC) ਮੋਡੀਊਲੇਟਰਾਂ ਅਤੇ InP/PLC ਰਿਸੀਵਰਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਬਣਾਏ ਗਏ ਹਨ।

ਚਿੱਤਰ 1: ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਫੋਟੋਨਿਕ ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਸਰਕਟ (PIC) ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਨੂੰ ਦਿਖਾਉਂਦਾ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਸਭ ਤੋਂ ਪ੍ਰਸਿੱਧ PIC ਸਮੱਗਰੀ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ ਸਿਲਿਕਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਸਿਲਿਕਾ PIC (PLC ਵਜੋਂ ਵੀ ਜਾਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ), ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਇੰਸੂਲੇਟਰ PIC (ਸਿਲਿਕਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ), ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ (LiNbO3), ਅਤੇ III-V ਗਰੁੱਪ PIC, ਜਿਵੇਂ ਕਿ InP ਅਤੇ GaAs। ਇਹ ਪੇਪਰ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਫੋਟੋਨਿਕਸ 'ਤੇ ਕੇਂਦਰਿਤ ਹੈ। ਵਿੱਚਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ, ਰੋਸ਼ਨੀ ਸਿਗਨਲ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਿੱਚ ਯਾਤਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ 1.12 ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨ ਵੋਲਟ (1.1 ਮਾਈਕਰੋਨ ਦੀ ਤਰੰਗ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਾਲ) ਦਾ ਇੱਕ ਅਸਿੱਧਾ ਬੈਂਡ ਗੈਪ ਹੁੰਦਾ ਹੈ। 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। ਸਿਲਿਕਾ ਪਰਤ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਵੇਫਰ ਸਤਹ ਨੂੰ ਆਕਸੀਡਾਈਜ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਨੂੰ ਇੱਕ ਖਾਸ ਡੂੰਘਾਈ ਤੱਕ ਹਾਈਡ੍ਰੋਜਨ ਪਰਮਾਣੂਆਂ ਨਾਲ ਬੰਬਾਰੀ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਦੋ ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਫਿਰ ਇੱਕ ਵੈਕਿਊਮ ਵਿੱਚ ਮਿਲਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੀਆਂ ਆਕਸਾਈਡ ਪਰਤਾਂ ਇੱਕ ਦੂਜੇ ਨਾਲ ਜੁੜ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਅਸੈਂਬਲੀ ਹਾਈਡਰੋਜਨ ਆਇਨ ਇਮਪਲਾਂਟੇਸ਼ਨ ਲਾਈਨ ਦੇ ਨਾਲ ਟੁੱਟ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। ਦਰਾੜ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਪਰਤ ਨੂੰ ਫਿਰ ਪਾਲਿਸ਼ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਅੰਤ ਵਿੱਚ ਸਿਲਿਕਾ ਪਰਤ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਬਰਕਰਾਰ ਸਿਲੀਕਾਨ "ਹੈਂਡਲ" ਵੇਫਰ ਦੇ ਸਿਖਰ 'ਤੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਸੀ ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਛੱਡਦੀ ਹੈ। ਵੇਵਗਾਈਡ ਇਸ ਪਤਲੀ ਕ੍ਰਿਸਟਲਿਨ ਪਰਤ ਤੋਂ ਬਣਦੇ ਹਨ। ਜਦੋਂ ਕਿ ਇਹ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਇੰਸੂਲੇਟਰ (SOI) ਵੇਫਰ ਘੱਟ-ਨੁਕਸਾਨ ਵਾਲੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਵੇਵਗਾਈਡਸ ਨੂੰ ਸੰਭਵ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਇਹ ਅਸਲ ਵਿੱਚ ਘੱਟ-ਪਾਵਰ CMOS ਸਰਕਟਾਂ ਵਿੱਚ ਵਧੇਰੇ ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ ਕਿਉਂਕਿ ਉਹ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਘੱਟ ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਦੇ ਕਾਰਨ।

ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਆਪਟੀਕਲ ਵੇਵਗਾਈਡਜ਼ ਦੇ ਬਹੁਤ ਸਾਰੇ ਸੰਭਾਵੀ ਰੂਪ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਚਿੱਤਰ 2 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਉਹ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੇਲ ਜਰਨੀਅਮ-ਡੋਪਡ ਸਿਲਿਕਾ ਵੇਵਗਾਈਡਸ ਤੋਂ ਲੈ ਕੇ ਨੈਨੋਸਕੇਲ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡਸ ਤੱਕ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਜਰਮੇਨੀਅਮ ਨੂੰ ਮਿਲਾਉਣ ਨਾਲ, ਇਹ ਬਣਾਉਣਾ ਸੰਭਵ ਹੈਫੋਟੋ ਡਿਟੈਕਟਰਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਸਮਾਈmodulators, ਅਤੇ ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਵੀ। ਡੋਪਿੰਗ ਸਿਲੀਕਾਨ ਦੁਆਰਾ, ਏਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰਬਣਾਇਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹੇਠਾਂ ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ ਹਨ: ਸਿਲੀਕਾਨ ਵਾਇਰ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਆਕਸੀਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਮੋਟੀ ਸਿਲੀਕਾਨ ਰਿਜ ਵੇਵਗਾਈਡ, ਪਤਲੀ ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਈਟਰਾਈਡ ਵੇਵਗਾਈਡ ਅਤੇ ਡੋਪਡ ਸਿਲੀਕਾਨ ਵੇਵਗਾਈਡ। ਸਿਖਰ 'ਤੇ, ਖੱਬੇ ਤੋਂ ਸੱਜੇ, ਡਿਪਲੇਸ਼ਨ ਮਾਡਿਊਲੇਟਰ, ਜਰਨੀਅਮ ਫੋਟੋਡਿਟੈਕਟਰ, ਅਤੇ ਜਰਨੀਅਮ ਹਨਆਪਟੀਕਲ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ.

ਚਿੱਤਰ 2: ਇੱਕ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਅਧਾਰਿਤ ਆਪਟੀਕਲ ਵੇਵਗਾਈਡ ਲੜੀ ਦਾ ਕ੍ਰਾਸ-ਸੈਕਸ਼ਨ, ਆਮ ਪ੍ਰਸਾਰ ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰਤੀਕ੍ਰਿਆਤਮਕ ਸੂਚਕਾਂਕ ਦਿਖਾ ਰਿਹਾ ਹੈ।