optical modulator တစ်ခု၏ အရေးကြီးဆုံးဂုဏ်သတ္တိများထဲမှတစ်ခုမှာ ၎င်း၏ modulation speed သို့မဟုတ် bandwidth ဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် အနည်းဆုံး ရရှိနိုင်သော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကဲ့သို့ မြန်ဆန်သင့်သည်။ 100 GHz အထက် transit frequencies ရှိသော Transistor များကို 90 nm silicon နည်းပညာတွင် သရုပ်ပြပြီးဖြစ်ပြီး၊ အနည်းဆုံး feature size လျှော့ချလာသည်နှင့်အမျှ speed သည် ပိုမိုမြင့်တက်လာမည်ဖြစ်သည် [1]။ သို့သော်၊ ယနေ့ခေတ် silicon-based modulators များ၏ bandwidth သည် အကန့်အသတ်ရှိသည်။ Silicon တွင် ၎င်း၏ centro-symmetric crystalline structure ကြောင့် χ(2)-nonlinearity မရှိပါ။ strained silicon ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ရလဒ်များကို ဖြစ်ပေါ်စေခဲ့ပြီးဖြစ်သည် [2]၊ သို့သော် nonlinearities များသည် လက်တွေ့ကျသော device များအတွက် ခွင့်မပြုသေးပါ။ ထို့ကြောင့် အဆင့်မြင့် silicon photonic modulators များသည် pn သို့မဟုတ် pin junctions [3–5] တွင် free-carrier dispersion ကို အားကိုးနေရဆဲဖြစ်သည်။ Forward biased junctions များသည် VπL = 0.36 V mm ကဲ့သို့နိမ့်သော voltage-length product ကိုပြသကြောင်းပြသခဲ့သော်လည်း၊ modulation speed ကို minority carriers များ၏ dynamics မှ ကန့်သတ်ထားသည်။ သို့တိုင်၊ 10 Gbit/s ဒေတာနှုန်းထားများကို လျှပ်စစ်အချက်ပြမှုကို ကြိုတင်အလေးပေးခြင်းဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသည် [4]။ ပြောင်းပြန်ဘက်လိုက်သော junctions များကို အသုံးပြုခြင်းဖြင့် bandwidth ကို 30 GHz ခန့် [5,6] အထိ တိုးမြှင့်ထားသော်လည်း voltagelength product သည် VπL = 40 V mm2 အထိ မြင့်တက်လာသည်။ ကံမကောင်းစွာပဲ၊ ထိုကဲ့သို့သော plasma effect phase modulators များသည် မလိုလားအပ်သော intensity modulation ကိုလည်း ထုတ်လုပ်ပေးသည် [7]၊ ၎င်းတို့သည် အသုံးချထားသော voltage ကို nonlinearly တုံ့ပြန်သည်။ သို့သော် QAM ကဲ့သို့သော အဆင့်မြင့် modulation formats များသည် linear response နှင့် pure phase modulation လိုအပ်ပြီး electro-optic effect (Pockels effect [8]) ၏ အသုံးချမှုကို အထူးနှစ်လိုဖွယ်ဖြစ်စေသည်။
၂။ SOH ချဉ်းကပ်မှု
မကြာသေးမီက silicon-organic hybrid (SOH) ချဉ်းကပ်မှုကို အကြံပြုထားသည် [9–12]။ SOH modulator ၏ ဥပမာကို ပုံ 1(a) တွင် ပြသထားသည်။ ၎င်းတွင် optical field ကို လမ်းညွှန်ပေးသော slot waveguide နှင့် optical waveguide ကို metallic electrodes များနှင့် လျှပ်စစ်ဖြင့် ချိတ်ဆက်ပေးသော silicon strips နှစ်ခု ပါဝင်သည်။ optical losses များကို ရှောင်ရှားရန် electrodes များကို optical modal field ၏ အပြင်ဘက်တွင် ထားရှိသည် [13]၊ ပုံ 1(b)။ ကိရိယာကို slot ကို ညီညာစွာဖြည့်ပေးသည့် electro-optic organic ပစ္စည်းဖြင့် ဖုံးအုပ်ထားသည်။ modulating voltage ကို metallic electrical waveguide မှ သယ်ဆောင်ပြီး conductive silicon strips များကြောင့် slot တစ်လျှောက် ကျဆင်းသွားသည်။ ထို့နောက် ရရှိလာသော electric field သည် ultra-fast electro-optic effect မှတစ်ဆင့် slot ရှိ refraction index ကို ပြောင်းလဲစေသည်။ slot သည် 100 nm အစီအစဥ်ဖြင့် အကျယ်ရှိသောကြောင့် ဗို့အနည်းငယ်သည် ပစ္စည်းအများစု၏ dielectric strength ၏ အစီအစဥ်အတိုင်းရှိသော အလွန်အားကောင်းသော modulating fields များကို ထုတ်လုပ်ရန် လုံလောက်သည်။ modulating နှင့် optical fields နှစ်ခုစလုံးသည် slot အတွင်းတွင် စုစည်းထားသောကြောင့် structure သည် modulation efficiency မြင့်မားသည်၊ ပုံ 1(b) [14]။ အမှန်စင်စစ်၊ sub-voltage လုပ်ဆောင်ချက်ဖြင့် SOH modulators များ၏ ပထမဆုံးအကောင်အထည်ဖော်မှုများ [11] ကို ပြသပြီးဖြစ်ပြီး 40 GHz အထိ sinusoidal modulation ကို သရုပ်ပြခဲ့သည် [15,16]။ သို့သော်၊ low-voltage high-speed SOH modulators များတည်ဆောက်ရာတွင် စိန်ခေါ်မှုမှာ မြင့်မားသော conductive connecting strip တစ်ခုဖန်တီးရန်ဖြစ်သည်။ equivalent circuit တွင် slot ကို capacitor C ဖြင့်ကိုယ်စားပြုပြီး conductive strips များကို resistors R ဖြင့်ကိုယ်စားပြုနိုင်သည်၊ ပုံ 1(b)။ သက်ဆိုင်ရာ RC time constant သည် device ၏ bandwidth ကိုဆုံးဖြတ်သည် [10,14,17,18]။ resistance R ကိုလျှော့ချရန်အတွက် silicon strips များကို dope လုပ်ရန် အကြံပြုထားသည် [10,14]။ doping သည် silicon strips များ၏ conductivity ကိုတိုးစေသည် (ထို့ကြောင့် optical losses များကိုတိုးစေသည်)၊ electron mobility ကို impurity scattering ကြောင့်ထိခိုက်စေသောကြောင့် [10,14,19] အပိုဆုံးရှုံးမှုပြစ်ဒဏ်ကိုပေးဆောင်ရသည်။ ထို့အပြင်၊ မကြာသေးမီကထုတ်လုပ်ရန်ကြိုးပမ်းမှုများသည် မမျှော်လင့်ဘဲ conductivity နိမ့်ကျမှုကိုပြသခဲ့သည်။
တရုတ်နိုင်ငံ၏ “Silicon Valley” – Beijing Zhongguancun တွင်တည်ရှိသော Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. သည် ပြည်တွင်းနှင့် ပြည်ပသုတေသနအဖွဲ့အစည်းများ၊ သုတေသနဌာနများ၊ တက္ကသိုလ်များနှင့် စီးပွားရေးသိပ္ပံသုတေသနဝန်ထမ်းများကို ဝန်ဆောင်မှုပေးရန် ရည်ရွယ်သည့် အဆင့်မြင့်နည်းပညာလုပ်ငန်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ကုမ္ပဏီသည် အဓိကအားဖြင့် optoelectronic ထုတ်ကုန်များ၏ လွတ်လပ်သောသုတေသနနှင့် ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေး၊ ဒီဇိုင်းရေးဆွဲခြင်း၊ ထုတ်လုပ်ခြင်း၊ ရောင်းချခြင်းတွင် ပါဝင်ဆောင်ရွက်ပြီး သိပ္ပံသုတေသီများနှင့် စက်မှုအင်ဂျင်နီယာများအတွက် ဆန်းသစ်သောဖြေရှင်းနည်းများနှင့် ပရော်ဖက်ရှင်နယ်၊ စိတ်ကြိုက်ဝန်ဆောင်မှုများကို ပေးဆောင်သည်။ နှစ်ပေါင်းများစွာ လွတ်လပ်သောဆန်းသစ်တီထွင်မှုအပြီးတွင် ၎င်းသည် မြူနီစပယ်၊ စစ်ရေး၊ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး၊ လျှပ်စစ်ဓာတ်အား၊ ဘဏ္ဍာရေး၊ ပညာရေး၊ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာနှင့် အခြားစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုသည့် photoelectric ထုတ်ကုန်များ၏ ကြွယ်ဝပြီး ပြီးပြည့်စုံသော စီးရီးတစ်ခုကို ဖွဲ့စည်းခဲ့သည်။
ကျွန်ုပ်တို့သည် သင်နှင့် ပူးပေါင်းဆောင်ရွက်ရန် မျှော်လင့်ပါသည်။
ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၃ ခုနှစ်၊ မတ်လ ၂၉ ရက်