Komparo de fotonikaj integracirkvitaj materialsistemoj

Komparo de fotonikaj integracirkvitaj materialsistemoj
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 silicio-bazitaj cirkvitoj implikas malpli da epitaksa kresko, la rendimento de silicio-bazitaj cirkvitoj estas kutime pli alta ol tiu de InP-cirkvitoj. En silicio-bazitaj cirkvitoj, germaniumo (Ge), kiu kutime estas uzata nur enFotodetektilo(lumdetektiloj), postulas epitaksian kreskon, dum en InP-sistemoj, eĉ pasivaj ondogvidiloj devas esti preparitaj per epitaksia kresko. Epitaksia kresko emas havi pli altan difektodensecon ol unu-kristala kresko, ekzemple el kristala orbriko. InP-ondogvidiloj havas altan refraktan indican kontraston nur transverse, dum silicio-bazitaj ondogvidiloj havas altan refraktan indican kontraston kaj transverse kaj laŭlonge, kio permesas al silicio-bazitaj aparatoj atingi pli malgrandajn fleksoradiusojn kaj aliajn pli kompaktajn strukturojn. InGaAsP havas rektan bendbreĉon, dum Si kaj Ge ne. Rezulte, InP-materialaj sistemoj estas superaj laŭ lasera efikeco. La internaj oksidoj de InP-sistemoj ne estas tiel 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 obletaj grandecoj, t.e. de 300 mm (baldaŭ ĝisdatigota al 450 mm) kompare kun 75 mm en InP. InPmodulatorojkutime dependas de la kvantum-limigita Stark-efiko, kiu estas temperatur-sentema pro movado de bendrando kaŭzita de temperaturo. Kontraste, la temperatur-dependeco de silicio-bazitaj modulatoroj estas tre malgranda.

Silicia fotonika teknologio estas ĝenerale konsiderata taŭga nur por malaltkostaj, mallongdistancaj, grandvolumenaj produktoj (pli ol 1 miliono da pecoj jare). Ĉi tio estas ĉar estas vaste akceptite, ke granda kvanto da oblata kapacito estas necesa por disvastigi masko- kaj evoluigajn kostojn, kaj kesilicia fotonika teknologiohavas signifajn malavantaĝojn pri rendimento en urbaj regionaj kaj longdistancaj produktaj aplikoj. En realeco, tamen, la malo veras. En malaltkostaj, mallongdistancaj, altrendimentaj aplikoj, vertikala kavaĵa surfac-elsendanta lasero (VCSEL) kajrekte-modulita lasero (DML-lasero) : rekte modulita lasero prezentas grandegan konkurencan premon, kaj la malforteco de silicio-bazita fotonika teknologio, kiu ne povas facile integri laserojn, fariĝis signifa malavantaĝo. Kontraste, en metroaj, longdistancaj aplikoj, pro la prefero integri silician fotonikan teknologion kaj ciferecan signal-prilaboradon (DSP) kune (kio ofte okazas en alttemperaturaj medioj), estas pli avantaĝe apartigi la laseron. Krome, kohera detektoteknologio povas grandparte kompensi la mankojn de silicia fotonika teknologio, kiel ekzemple la problemon, ke la malhela kurento estas multe pli malgranda ol la loka oscilatora fotokurento. Samtempe, estas ankaŭ erare pensi, ke granda kvanto da oblatta kapacito estas necesa por kovri maskajn kaj evoluigajn kostojn, ĉar silicia fotonika teknologio uzas nodgrandecojn, kiuj estas multe pli grandaj ol la plej progresintaj komplementaj metaloksidaj duonkonduktaĵoj (CMOS), do la bezonataj maskoj kaj produktadserioj estas relative malmultekostaj.