واحدة من أهم خصائص المغير البصري هي سرعة التعديل أو عرض النطاق الترددي، والذي يجب أن يكون على الأقل بنفس سرعة الإلكترونيات المتاحة. لقد تم بالفعل عرض الترانزستورات التي لها ترددات عبور أعلى بكثير من 100 جيجاهرتز في تقنية السيليكون 90 نانومتر، وستزداد السرعة مع تقليل الحد الأدنى لحجم الميزة [1]. ومع ذلك، فإن عرض النطاق الترددي للمعدلات القائمة على السيليكون في الوقت الحاضر محدود. لا يمتلك السيليكون خطية χ(2) بسبب تركيبه البلوري المتماثل المركزي. وقد أدى استخدام السيليكون المجهد إلى نتائج مثيرة للاهتمام بالفعل [2]، ولكن اللاخطية لا تسمح بعد بأجهزة عملية. لذلك لا تزال أدوات تعديل السيليكون الضوئية الحديثة تعتمد على تشتت الموجة الحاملة الحرة في الوصلات pn أو الدبوس [3-5]. لقد ثبت أن الوصلات المتحيزة للأمام تظهر منتجًا بطول جهد منخفض يصل إلى VπL = 0.36 V mm، ولكن سرعة التعديل محدودة بديناميكيات حاملات الأقلية. ومع ذلك، تم إنشاء معدلات بيانات تبلغ 10 جيجابت/ثانية بمساعدة التركيز المسبق للإشارة الكهربائية [4]. باستخدام الوصلات المنحازة العكسية بدلاً من ذلك، تمت زيادة عرض النطاق الترددي إلى حوالي 30 جيجا هرتز [5،6]، لكن منتج طول الجهد ارتفع إلى VπL = 40 فولت ملم. ولسوء الحظ، تنتج معدلات تأثير البلازما هذه أيضًا تعديلًا غير مرغوب فيه للكثافة [7]، وتستجيب بشكل غير خطي للجهد المطبق. ومع ذلك، تتطلب تنسيقات التعديل المتقدمة مثل QAM استجابة خطية وتعديل طور نقي، مما يجعل استغلال التأثير الكهروضوئي (تأثير بوكلز [8]) أمرًا مرغوبًا فيه بشكل خاص.
2. نهج SOH
في الآونة الأخيرة، تم اقتراح نهج الهجين السيليكوني العضوي (SOH) [9-12]. يظهر الشكل 1 (أ) مثالاً لمُعدِّل SOH. وهو يتألف من دليل موجي ذو فتحة يوجه المجال البصري، وشريطين من السيليكون يربطان دليل الموجات الضوئية كهربائيًا بالأقطاب الكهربائية المعدنية. توجد الأقطاب الكهربائية خارج المجال البصري لتجنب الفقد البصري [13]، الشكل 1 (ب). الجهاز مُغطى بمادة عضوية كهروضوئية تملأ الفتحة بشكل موحد. يتم نقل جهد التعديل بواسطة الدليل الموجي الكهربائي المعدني وينخفض عبر الفتحة بفضل شرائح السيليكون الموصلة. يقوم المجال الكهربائي الناتج بعد ذلك بتغيير مؤشر الانكسار في الفتحة من خلال التأثير الكهروضوئي فائق السرعة. نظرًا لأن عرض الفتحة يبلغ حوالي 100 نانومتر، فإن بضعة فولتات كافية لتوليد مجالات تعديل قوية جدًا والتي تكون في حدود قوة العزل الكهربائي لمعظم المواد. يتمتع الهيكل بكفاءة تعديل عالية حيث يتم تركيز كل من التشكيل والمجالات الضوئية داخل الفتحة، الشكل 1 (ب) [14]. في الواقع، تم بالفعل عرض التطبيقات الأولى لمعدلات SOH مع تشغيل الجهد الفرعي [11]، وتم عرض التعديل الجيبي حتى 40 جيجا هرتز [15،16]. ومع ذلك، فإن التحدي في بناء مُعدِّلات SOH عالية السرعة ذات الجهد المنخفض هو إنشاء شريط توصيل عالي التوصيل. في دائرة مكافئة، يمكن تمثيل الفتحة بواسطة مكثف C والشرائط الموصلة بواسطة مقاومات R، الشكل 1 (ب). يحدد الثابت الزمني RC المقابل عرض النطاق الترددي للجهاز [10،14،17،18]. من أجل تقليل المقاومة R، تم اقتراح تخدير شرائح السيليكون [10،14]. في حين أن المنشطات تزيد من موصلية شرائح السيليكون (وبالتالي تزيد من الخسائر البصرية)، يدفع المرء عقوبة خسارة إضافية لأن حركة الإلكترون تضعف بسبب تشتت الشوائب [10،14،19]. علاوة على ذلك، أظهرت محاولات التصنيع الأخيرة موصلية منخفضة بشكل غير متوقع.
تقع شركة Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. في "وادي السيليكون" في الصين - Beijing Zhongguancun، وهي مؤسسة ذات تقنية عالية مخصصة لخدمة مؤسسات البحث المحلية والأجنبية ومعاهد البحوث والجامعات وموظفي البحث العلمي في المؤسسات. تعمل شركتنا بشكل رئيسي في البحث والتطوير المستقل والتصميم والتصنيع وبيع المنتجات الإلكترونية البصرية، وتوفر حلولًا مبتكرة وخدمات احترافية وشخصية للباحثين العلميين والمهندسين الصناعيين. بعد سنوات من الابتكار المستقل، شكلت سلسلة غنية ومثالية من المنتجات الكهروضوئية، والتي تستخدم على نطاق واسع في الصناعات البلدية والعسكرية والنقل والطاقة الكهربائية والمالية والتعليم والطبية وغيرها من الصناعات.
ونحن نتطلع إلى التعاون معكم!
وقت النشر: 29 مارس 2023