Is e aon de na feartan as cudromaiche aig moduladair optigeach an astar modulachaidh no an leud-bann aige, a bu chòir a bhith co-dhiù cho luath ris an eileagtronaig a tha ri fhaighinn. Chaidh transistors le triceadan gluasaid fada os cionn 100 GHz a nochdadh mu thràth ann an teicneòlas silicon 90 nm, agus àrdaichidh an astar nas fhaide mar a thèid meud as ìsle na feart a lughdachadh [1]. Ach, tha leud-bann moduladairean stèidhichte air silicon an latha an-diugh cuingealaichte. Chan eil neo-loidhneachd χ(2) aig silicon air sgàth a structar criostalach meadhan-chothromach. Tha cleachdadh silicon fo theannachadh air toraidhean inntinneach a thoirt gu buil mu thràth [2], ach chan eil na neo-loidhneachdan fhathast a’ leigeil le innealan practaigeach. Mar sin tha moduladairean fotonic silicon ùr-nodha fhathast an urra ri sgaoileadh giùlan-saor ann an co-cheanglaichean pn no prìne [3–5]. Chaidh sealltainn gu bheil co-cheanglaichean claon air adhart a’ taisbeanadh toradh fad-bholtaids cho ìosal ri VπL = 0.36 V mm, ach tha an astar modulachaidh cuingealaichte le daineamaigs giùlan mion-chuid. A dh’aindeoin sin, chaidh ìrean dàta de 10 Gbit/s a chruthachadh le cuideachadh bho ro-chuideam air a’ chomharra dealain [4]. Le bhith a’ cleachdadh snaidhmeannan claon-dhruim na àite, chaidh an leud-bann a mheudachadh gu timcheall air 30 GHz [5,6], ach dh’èirich toradh fad-bholtaids gu VπL = 40 V mm. Gu mì-fhortanach, bidh moduladairean ìre buaidh plasma mar sin a’ toirt a-mach modulachadh dian nach eilear ag iarraidh cuideachd [7], agus bidh iad a’ freagairt gu neo-loidhneach ris a’ bholtachd a thathar a’ cur an sàs. Ach, feumaidh cruthan modulachaidh adhartach mar QAM freagairt loidhneach agus modulachadh ìre fìor-ghlan, a’ dèanamh cleachdadh a’ bhuaidh electro-optaigeach (buaidh Pockels [8]) gu sònraichte ion-mhiannaichte.
2. Dòigh-obrach SOH
O chionn ghoirid, chaidh an dòigh-obrach silicon-organach hibrid (SOH) a mholadh [9–12]. Tha eisimpleir de mhodulator SOH air a shealltainn ann am Figear 1(a). Tha e air a dhèanamh suas de threòraiche tonn slot a’ stiùireadh an achaidh optigeach, agus dà stiall silicon a cheanglas an treòraiche tonn optigeach gu dealain ris na electrodan meatailteach. Tha na electrodan suidhichte taobh a-muigh an achaidh mhodail optigeach gus call optigeach a sheachnadh [13], Figear 1(b). Tha an inneal còmhdaichte le stuth organach electro-optigeach a lìonas an t-slot gu cothromach. Tha am bholtadh modulachaidh air a ghiùlan leis an treòraiche tonn dealain meatailteach agus a’ tuiteam thairis air an t-slot le taing dha na stiallan silicon giùlain. Bidh an raon dealain a thig às an uairsin ag atharrachadh clàr-amais ath-tharraing anns an t-slot tron bhuaidh electro-optigeach ultra-luath. Leis gu bheil leud aig an t-slot timcheall air 100 nm, tha beagan bholt gu leòr gus raointean modulachaidh glè làidir a chruthachadh a tha timcheall air neart dielectric a’ mhòr-chuid de stuthan. Tha èifeachdas modulachaidh àrd aig an structar leis gu bheil an dà chuid na raointean modulachaidh agus na raointean optigeach air an dùmhlachadh taobh a-staigh an t-slot, Figear 1(b) [14]. Gu dearbh, chaidh a’ chiad chur an gnìomh de mhodalan SOH le obrachadh fo-bholt [11] a shealltainn mu thràth, agus chaidh modaladh sinusoidal suas gu 40 GHz a nochdadh [15,16]. Ach, is e an dùbhlan ann a bhith a’ togail mhodalan SOH àrd-astar bholtaids ìosal stiall ceangail giùlain àrd-inbhe a chruthachadh. Ann an cuairt cho-ionann, faodar an t-slot a riochdachadh le capacitor C agus na stiallan giùlain le resistors R, Figear 1 (b). Bidh an cunbhalach ùine RC co-fhreagarrach a’ dearbhadh leud-bann an inneil [10,14,17,18]. Gus an aghaidh R a lughdachadh, chaidh a mholadh na stiallan silicon a dhopadh [10,14]. Ged a bhios dopadh ag àrdachadh seoltachd nan stiallan silicon (agus mar sin a’ meudachadh call optigeach), pàighidh neach peanas call a bharrachd leis gu bheil gluasad electron air a mhilleadh le sgapadh neo-ghlaine [10,14,19]. A bharrachd air an sin, sheall na h-oidhirpean saothrachaidh as ùire seoltachd ìosal ris nach robh dùil.
Tha Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd., suidhichte ann an “Silicon Valley” ann an Sìona – Beijing Zhongguancun, na iomairt àrd-theicneòlais a tha coisrigte ri bhith a’ frithealadh ionadan rannsachaidh dachaigheil is cèin, ionadan rannsachaidh, oilthighean agus luchd-obrach rannsachaidh saidheansail iomairt. Tha a’ chompanaidh againn gu sònraichte an sàs ann an rannsachadh is leasachadh neo-eisimeileach, dealbhadh, saothrachadh, reic thoraidhean optoelectronic, agus a’ toirt seachad fuasglaidhean ùr-ghnàthach agus seirbheisean proifeasanta, pearsanaichte do luchd-rannsachaidh saidheansail agus innleadairean gnìomhachais. Às deidh bliadhnaichean de ùr-ghnàthachadh neo-eisimeileach, tha e air sreath bheairteach is foirfe de thoraidhean foto-dealain a chruthachadh, a tha air an cleachdadh gu farsaing ann an gnìomhachasan baile, armachd, còmhdhail, cumhachd dealain, ionmhais, foghlaim, meidigeach agus gnìomhachasan eile.
Tha sinn a’ coimhead air adhart ri co-obrachadh leat!
Àm puist: 29 Màrt 2023