एक ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर के सबसे महत्वपूर्ण गुणों में से एक इसकी मॉड्यूलेशन गति या बैंडविड्थ है, जो कम से कम उपलब्ध इलेक्ट्रॉनिक्स के रूप में तेजी से होना चाहिए। 100 गीगाहर्ट्ज से ऊपर की पारगमन आवृत्तियों वाले ट्रांजिस्टर पहले से ही 90 एनएम सिलिकॉन तकनीक में प्रदर्शित किए जा चुके हैं, और न्यूनतम सुविधा का आकार कम होने के कारण गति और बढ़ जाएगी [1]। हालांकि, वर्तमान सिलिकॉन-आधारित मॉड्यूलेटर की बैंडविड्थ सीमित है। सिलिकॉन के पास χ (2) -Nonlinearity के पास इसकी सेंट्रो-सममित क्रिस्टलीय संरचना के कारण नहीं है। तनावपूर्ण सिलिकॉन के उपयोग ने पहले से ही दिलचस्प परिणाम दिए हैं [2], लेकिन nonlinearities अभी तक व्यावहारिक उपकरणों के लिए अनुमति नहीं देते हैं। अत्याधुनिक सिलिकॉन फोटोनिक मॉड्यूलेटर इसलिए अभी भी पीएन या पिन जंक्शनों [3-5] में मुक्त-वाहक फैलाव पर भरोसा करते हैं। फॉरवर्ड पक्षपाती जंक्शनों को वोल्टेज-लंबाई वाले उत्पाद को v ofl = 0.36 V मिमी के रूप में कम के रूप में प्रदर्शित करने के लिए दिखाया गया है, लेकिन मॉड्यूलेशन की गति अल्पसंख्यक वाहकों की गतिशीलता द्वारा सीमित है। फिर भी, 10 GBIT/S की डेटा दरों को विद्युत सिग्नल [4] के पूर्व-बल की मदद से उत्पन्न किया गया है। इसके बजाय रिवर्स बायस्ड जंक्शनों का उपयोग करते हुए, बैंडविड्थ को लगभग 30 गीगाहर्ट्ज [5,6] तक बढ़ा दिया गया है, लेकिन वोल्टगेल्थ उत्पाद vπl = 40 V मिमी तक बढ़ गया। दुर्भाग्य से, इस तरह के प्लाज्मा प्रभाव चरण मॉड्यूलेटर अवांछित तीव्रता मॉड्यूलेशन के साथ -साथ [7] का उत्पादन करते हैं, और वे लागू वोल्टेज के लिए गैर -प्रतिक्रिया करते हैं। QAM जैसे उन्नत मॉड्यूलेशन प्रारूपों की आवश्यकता है, हालांकि, एक रैखिक प्रतिक्रिया और शुद्ध चरण मॉड्यूलेशन, इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव (पॉकल्स प्रभाव [8]) का शोषण विशेष रूप से वांछनीय बनाता है।
2। एसओएच दृष्टिकोण
हाल ही में, सिलिकॉन-ऑर्गेनिक हाइब्रिड (SOH) दृष्टिकोण का सुझाव दिया गया है [9–12]। एक SOH न्यूनाधिक का एक उदाहरण चित्र 1 (ए) में दिखाया गया है। इसमें ऑप्टिकल क्षेत्र का मार्गदर्शन करने वाले एक स्लॉट वेवगाइड होते हैं, और दो सिलिकॉन स्ट्रिप्स होते हैं जो विद्युत रूप से ऑप्टिकल वेवगाइड को धातु इलेक्ट्रोड से जोड़ते हैं। ऑप्टिकल नुकसान [13], अंजीर 1 (बी) से बचने के लिए इलेक्ट्रोड ऑप्टिकल मोडल क्षेत्र के बाहर स्थित हैं। डिवाइस को एक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक कार्बनिक सामग्री के साथ लेपित किया जाता है जो समान रूप से स्लॉट को भरता है। मॉड्यूलेटिंग वोल्टेज को मेटालिक इलेक्ट्रिकल वेवगाइड द्वारा ले जाया जाता है और प्रवाहकीय सिलिकॉन स्ट्रिप्स के लिए धन्यवाद स्लॉट के पार छोड़ देता है। परिणामी विद्युत क्षेत्र तब अल्ट्रा-फास्ट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक प्रभाव के माध्यम से स्लॉट में अपवर्तन के सूचकांक को बदलता है। चूंकि स्लॉट में 100 एनएम के क्रम में एक चौड़ाई है, कुछ वोल्ट बहुत मजबूत मॉड्यूलेटिंग फ़ील्ड उत्पन्न करने के लिए पर्याप्त हैं जो अधिकांश सामग्रियों की ढांकता हुआ ताकत के परिमाण के क्रम में हैं। संरचना में एक उच्च मॉड्यूलेशन दक्षता होती है क्योंकि दोनों मॉड्यूलेटिंग और ऑप्टिकल फ़ील्ड स्लॉट, अंजीर 1 (बी) [14] के अंदर केंद्रित होते हैं। वास्तव में, उप-वोल्ट ऑपरेशन [11] के साथ SOH मॉड्यूलेटर के पहले कार्यान्वयन को पहले से ही दिखाया गया है, और 40 गीगाहर्ट्ज तक साइनसोइडल मॉड्यूलेशन का प्रदर्शन किया गया था [15,16]। हालांकि, कम-वोल्टेज हाई-स्पीड एसओएच मॉड्यूलेटर बनाने में चुनौती एक अत्यधिक प्रवाहकीय कनेक्टिंग स्ट्रिप बनाना है। एक समतुल्य सर्किट में स्लॉट को संधारित्र सी और प्रतिरोधक आर, अंजीर। 1 (बी) द्वारा प्रवाहकीय स्ट्रिप्स द्वारा दर्शाया जा सकता है। संबंधित आरसी समय स्थिरांक डिवाइस की बैंडविड्थ को निर्धारित करता है [10,14,17,18]। प्रतिरोध आर को कम करने के लिए, यह सिलिकॉन स्ट्रिप्स [10,14] को डोप करने का सुझाव दिया गया है। जबकि डोपिंग सिलिकॉन स्ट्रिप्स की चालकता को बढ़ाता है (और इसलिए ऑप्टिकल नुकसान बढ़ता है), एक अतिरिक्त नुकसान का दंड देता है क्योंकि इलेक्ट्रॉन गतिशीलता अशुद्धता बिखरने से बिगड़ा होती है [10,14,19]। इसके अलावा, सबसे हालिया निर्माण प्रयासों ने अप्रत्याशित रूप से कम चालकता दिखाई।
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पोस्ट टाइम: MAR-29-2023