सिलिकॉन फोटोनिक्स प्रौद्योगिकी

सिलिकॉन फोटोनिक्स प्रौद्योगिकी

जैसे-जैसे चिप की प्रक्रिया धीरे-धीरे सिकुड़ती जाएगी, इंटरकनेक्ट के कारण होने वाले विभिन्न प्रभाव चिप के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले एक महत्वपूर्ण कारक बन जाएंगे। चिप इंटरकनेक्शन वर्तमान तकनीकी बाधाओं में से एक है, और सिलिकॉन आधारित ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स तकनीक इस समस्या को हल कर सकती है। सिलिकॉन फोटोनिक तकनीक एक हैऑप्टिकल संचारऐसी तकनीक जो डेटा संचारित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक सेमीकंडक्टर सिग्नल के बजाय लेजर बीम का उपयोग करती है। यह सिलिकॉन और सिलिकॉन-आधारित सब्सट्रेट सामग्रियों पर आधारित एक नई पीढ़ी की तकनीक है और इसके लिए मौजूदा CMOS प्रक्रिया का उपयोग किया जाता हैऑप्टिकल डिवाइसविकास और एकीकरण। इसका सबसे बड़ा लाभ यह है कि इसकी संचरण दर बहुत अधिक है, जो प्रोसेसर कोर के बीच डेटा संचरण की गति को 100 गुना या उससे अधिक तेज कर सकती है, और बिजली दक्षता भी बहुत अधिक है, इसलिए इसे अर्धचालक प्रौद्योगिकी की एक नई पीढ़ी माना जाता है।

ऐतिहासिक रूप से, सिलिकॉन फोटोनिक्स को SOI पर विकसित किया गया है, लेकिन SOI वेफ़र महंगे हैं और सभी अलग-अलग फोटोनिक्स कार्यों के लिए ज़रूरी नहीं कि वे सबसे अच्छी सामग्री हों। साथ ही, जैसे-जैसे डेटा दरें बढ़ती हैं, सिलिकॉन सामग्रियों पर उच्च गति मॉड्यूलेशन एक बाधा बन रहा है, इसलिए उच्च प्रदर्शन प्राप्त करने के लिए LNO फ़िल्में, InP, BTO, पॉलिमर और प्लाज़्मा सामग्री जैसी कई नई सामग्रियों का विकास किया गया है।

सिलिकॉन फोटोनिक्स की महान क्षमता एक ही पैकेज में कई कार्यों को एकीकृत करने और उनमें से अधिकांश या सभी को एक ही चिप या चिप्स के ढेर के हिस्से के रूप में निर्मित करने में निहित है, जिसमें उन्नत माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली समान विनिर्माण सुविधाओं का उपयोग किया जाता है (चित्र 3 देखें)। ऐसा करने से डेटा संचारित करने की लागत में भारी कमी आएगीऑप्टिकल फाइबरऔर विभिन्न प्रकार के मौलिक नए अनुप्रयोगों के लिए अवसर पैदा करेंफोटोनिक्स, जिससे अत्यंत मामूली लागत पर अत्यधिक जटिल प्रणालियों का निर्माण संभव हो गया।

जटिल सिलिकॉन फोटोनिक सिस्टम के लिए कई अनुप्रयोग उभर रहे हैं, जिनमें सबसे आम है डेटा संचार। इसमें कम दूरी के अनुप्रयोगों के लिए उच्च-बैंडविड्थ डिजिटल संचार, लंबी दूरी के अनुप्रयोगों के लिए जटिल मॉड्यूलेशन योजनाएं और सुसंगत संचार शामिल हैं। डेटा संचार के अलावा, व्यवसाय और शिक्षा दोनों में इस तकनीक के कई नए अनुप्रयोगों की खोज की जा रही है। इन अनुप्रयोगों में शामिल हैं: नैनोफोटोनिक्स (नैनो ऑप्टो-मैकेनिक्स) और संघनित पदार्थ भौतिकी, बायोसेंसिंग, नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स, LiDAR सिस्टम, ऑप्टिकल जाइरोस्कोप, RF एकीकृतOptoelectronics, एकीकृत रेडियो ट्रांसीवर, सुसंगत संचार, नयाप्रकाश स्रोत, लेजर शोर में कमी, गैस सेंसर, बहुत लंबी तरंग दैर्ध्य एकीकृत फोटोनिक्स, उच्च गति और माइक्रोवेव सिग्नल प्रोसेसिंग, आदि। विशेष रूप से आशाजनक क्षेत्रों में बायोसेंसिंग, इमेजिंग, लिडार, जड़त्वीय सेंसिंग, हाइब्रिड फोटोनिक-रेडियो फ्रीक्वेंसी एकीकृत सर्किट (आरएफआईसी), और सिग्नल प्रोसेसिंग शामिल हैं।