Komparo de fotonikaj integracirkvitaj materialaj sistemoj

Komparo de fotonikaj integracirkvitaj materialaj sistemoj
Figuro 1 montras komparon de du materialaj sistemoj, india Fosforo (InP) kaj silicio (Si). La maloftaĵo de indio igas InP pli multekosta materialo ol Si. Ĉar silici-bazitaj cirkvitoj implikas malpli epitaksan kreskon, la rendimento de silici-bazitaj cirkvitoj estas kutime pli alta ol tiu de InP-cirkvitoj. En silici-bazitaj cirkvitoj, germanio (Ge), kiu estas kutime nur uzita enFotodetektilo(lumdetektiloj), postulas epitaksan kreskon, dum en InP-sistemoj, eĉ pasivaj ondgvidistoj devas esti preparitaj per epitaksia kresko. Epitaksa kresko tendencas havi pli altan difektodensecon ol unukristala kresko, kiel ekzemple de kristala ingoto. InP-ondgvidiloj havas altan refraktan indekskontraston nur en transversa, dum silici-bazitaj ondgvidistoj havas altan refraktan indekskontraston en kaj transversa kaj longituda, kio permesas al silici-bazitaj aparatoj atingi pli malgrandajn fleksradiason kaj aliajn pli kompaktajn strukturojn. InGaAsP havas rektan grupinterspacon, dum Si kaj Ge ne faras. Kiel rezulto, InP-materialaj sistemoj estas superaj laŭ lasera efikeco. La internaj oksidoj de InP-sistemoj ne estas same stabilaj kaj fortikaj kiel la internaj oksidoj de Si, silicia dioksido (SiO2). Silicio estas pli forta materialo ol InP, permesante la uzon de pli grandaj oblataj grandecoj, te de 300 mm (baldaŭ ĝisdatiĝos ĝis 450 mm) kompare kun 75 mm en InP. InPmodulatorojkutime dependas de la kvantum-limigita Stark-efiko, kiu estas temperatur-sentema pro benda randmovado kaŭzita de temperaturo. En kontrasto, la temperaturdependeco de silici-bazitaj moduliloj estas tre malgranda.

Silicia fotonika teknologio estas ĝenerale konsiderata nur taŭga por malmultekostaj, mallongdistancaj, altvolumaj produktoj (pli ol 1 miliono da pecoj jare). Ĉi tio estas ĉar estas vaste akceptite ke granda kvanto de oblatkapacito estas postulata por disvastigi maskojn kaj evolukostojn, kaj tiosilicio-fotonika teknologiohavas signifajn agadomalavantaĝojn en urbo-al-urbaj regionaj kaj longdistancaj produktaplikoj. En realeco, tamen, la malo estas vera. En malmultekostaj, mallongdistancaj, alt-rendimentaj aplikoj, vertikala kava surfac-elsenda lasero (VCSEL) kajrekta-modulita lasero (DML-lasero): rekte modulita lasero prezentas grandegan konkurencivan premon, kaj la malforto de silicio-bazita fotonika teknologio kiu ne povas facile integri laserojn fariĝis grava malavantaĝo. En kontrasto, en metroo, longdistancaj aplikoj, pro la prefero por integri silician fotonikan teknologion kaj ciferecan signal-prilaboradon (DSP) kune (kio ofte estas en alttemperaturaj medioj), estas pli avantaĝe apartigi la laseron. Krome, kohera detektteknologio povas kompensi por la mankoj de silicia fotonika teknologio en granda mezuro, kiel ekzemple la problemo ke la malhela fluo estas multe pli malgranda ol la loka oscilatora fotokurento. Samtempe, estas ankaŭ malĝuste pensi, ke granda kvanto da oblatkapacito estas necesa por kovri maskojn kaj disvolvajn kostojn, ĉar silicia fotonika teknologio uzas nodgrandojn kiuj estas multe pli grandaj ol la plej progresintaj komplementaj metaloksidaj duonkonduktaĵoj (CMOS), do la postulataj maskoj kaj produktadkuroj estas relative malmultekostaj.