So sánh các hệ thống vật liệu mạch tích hợp quang tử

So sánh các hệ thống vật liệu mạch tích hợp quang tử
Hình 1 cho thấy sự so sánh của hai hệ thống vật liệu, Indium phốt pho (INP) và silicon (SI). Sự hiếm hoi của indium làm cho INP trở thành một vật liệu đắt tiền hơn SI. Do các mạch dựa trên silicon liên quan đến sự tăng trưởng epiticult ít hơn, năng suất của các mạch dựa trên silicon thường cao hơn so với các mạch INP. Trong các mạch dựa trên silicon, germanium (GE), thường chỉ được sử dụng trongPhotodetector(Máy dò ánh sáng), đòi hỏi sự tăng trưởng epiticular, trong khi trong các hệ thống INP, thậm chí các ống dẫn sóng thụ động phải được chuẩn bị bằng sự tăng trưởng epiticular. Tăng trưởng epiticular có xu hướng có mật độ khiếm khuyết cao hơn tăng trưởng tinh thể đơn, chẳng hạn như từ thỏi tinh thể. Các ống dẫn sóng INP có độ tương phản chỉ số khúc xạ cao chỉ ở ngang, trong khi các ống dẫn sóng dựa trên silicon có độ tương phản chỉ số khúc xạ cao ở cả ngang và dọc, cho phép các thiết bị dựa trên silicon đạt được bán kính uốn nhỏ hơn và các cấu trúc nhỏ gọn khác. Ingaasp có khoảng cách băng trực tiếp, trong khi SI và GE thì không. Kết quả là, các hệ thống vật liệu INP là vượt trội về hiệu quả laser. Các oxit nội tại của các hệ thống INP không ổn định và mạnh mẽ như các oxit nội tại của SI, silicon dioxide (SiO2). Silicon là một vật liệu mạnh hơn INP, cho phép sử dụng kích thước wafer lớn hơn, tức là từ 300 mm (sẽ sớm được nâng cấp lên 450 mm) so với 75 mm trong INP. INPngười điều biếnThường phụ thuộc vào hiệu ứng Stark giới hạn lượng tử, nhạy cảm với nhiệt độ do chuyển động cạnh dải gây ra bởi nhiệt độ. Ngược lại, sự phụ thuộc nhiệt độ của các bộ điều biến dựa trên silicon là rất nhỏ.

Công nghệ photonics silicon thường chỉ được coi là phù hợp cho các sản phẩm có giá rẻ, tầm ngắn, khối lượng lớn (hơn 1 triệu miếng mỗi năm). Điều này là do nó được chấp nhận rộng rãi rằng một lượng lớn công suất wafer là cần thiết để phân bổ mặt nạ và chi phí phát triển, và điều đóCông nghệ Photonics Siliconcó những nhược điểm đáng kể về hiệu suất trong các ứng dụng sản phẩm trong khu vực và đường dài thành phố. Trong thực tế, tuy nhiên, điều ngược lại là đúng. Trong các ứng dụng chi phí thấp, phạm vi ngắn, năng suất cao, laser phát ra bề mặt khoang dọc (VCSEL) vàLaser điều chế trực tiếp (Laser DML): Laser được điều chế trực tiếp gây áp lực cạnh tranh rất lớn và điểm yếu của công nghệ quang tử dựa trên silicon không thể dễ dàng tích hợp laser đã trở thành một bất lợi đáng kể. Ngược lại, trong các ứng dụng Metro, đường dài, do sự ưu tiên của việc tích hợp công nghệ quang tử silicon và xử lý tín hiệu số (DSP) với nhau (thường trong môi trường nhiệt độ cao), sẽ thuận lợi hơn khi tách laser. Ngoài ra, công nghệ phát hiện kết hợp có thể bù đắp cho những thiếu sót của công nghệ quang tử silicon ở một mức độ lớn, chẳng hạn như vấn đề dòng tối nhỏ hơn nhiều so với dòng quang dao động cục bộ. Đồng thời, cũng phải sai khi nghĩ rằng một lượng lớn công suất wafer là cần thiết để trang trải mặt nạ và chi phí phát triển, bởi vì công nghệ quang tử silicon sử dụng kích thước nút lớn hơn nhiều so với các chất bán dẫn oxit kim loại bổ sung tiên tiến nhất (CMO), vì vậy các mặt nạ cần thiết và sản xuất có giá rẻ tương đối rẻ.