ფოტონური ინტეგრირებული მიკროსქემის მატერიალური სისტემების შედარება

ფოტონური ინტეგრირებული მიკროსქემის მატერიალური სისტემების შედარება
სურათი 1 გვიჩვენებს ორი მატერიალური სისტემის, ინდიუმის ფოსფორის (INP) და სილიკონის (SI) შედარებას. ინდიუმის იშვიათობა INP- ს უფრო ძვირადღირებულ მასალად აქცევს, ვიდრე SI. იმის გამო, რომ სილიკონზე დაფუძნებული სქემები მოიცავს ნაკლებად ეპიტაქსიურ ზრდას, სილიკონის დაფუძნებული სქემების მოსავლიანობა, როგორც წესი, უფრო მაღალია, ვიდრე INP სქემები. სილიკონის დაფუძნებულ სქემებში, გერმანიუმი (GE), რომელსაც ჩვეულებრივ იყენებენ მხოლოდფოტოდეტექტორი(მსუბუქი დეტექტორები), მოითხოვს ეპიტაქსიური ზრდას, ხოლო INP სისტემებშიც კი, პასიური ტალღებიც კი უნდა მომზადდეს ეპიტაქსიური ზრდით. ეპიტაქსიური ზრდა უფრო მაღალი დეფექტების სიმკვრივე აქვს, ვიდრე ერთი ბროლის ზრდა, მაგალითად, ბროლის ინგოტისგან. INP ტალღურებს აქვთ მაღალი რეფრაქციული ინდექსის კონტრასტი მხოლოდ განივი, ხოლო სილიკონზე დაფუძნებულ ტალღურობებს აქვთ მაღალი რეფრაქციული ინდექსის კონტრასტი, როგორც განივი, ასევე გრძივი, რაც საშუალებას აძლევს სილიკონზე დაფუძნებულ მოწყობილობებს მიაღწიონ მცირე ზომის მოსახვევთა რადიუს და სხვა უფრო კომპაქტურ სტრუქტურებს. Ingaasp- ს აქვს პირდაპირი ჯგუფის უფსკრული, ხოლო Si და Ge არა. შედეგად, INP მატერიალური სისტემები უპირატესობას ანიჭებენ ლაზერული ეფექტურობის თვალსაზრისით. INP სისტემების შინაგანი ოქსიდები არ არის ისეთი სტაბილური და ძლიერი, როგორც SI, სილიკონის დიოქსიდის (SIO2) შინაგანი ოქსიდები. სილიკონი უფრო ძლიერი მასალაა, ვიდრე INP, რაც საშუალებას იძლევა უფრო დიდი ვაფლის ზომების გამოყენება, ანუ 300 მმ -დან (მალე განახლდება 450 მმ -მდე) INP- ში 75 მმ -ით. შდრ.მოდულატორებიჩვეულებრივ, დამოკიდებულია კვანტურ კონფიგურირებულ სტარკის ეფექტზე, რომელიც ტემპერატურით მგრძნობიარეა ტემპერატურის შედეგად გამოწვეული ზღვრის მოძრაობის გამო. ამის საპირისპიროდ, სილიკონის დაფუძნებული მოდულატორების ტემპერატურული დამოკიდებულება ძალიან მცირეა.

Silicon Photonics ტექნოლოგია ზოგადად ითვლება მხოლოდ შესაფერისი დაბალი ფასის, მოკლე დიაპაზონის, მაღალი მოცულობის პროდუქტებისთვის (წელიწადში 1 მილიონზე მეტი ცალი). ეს იმიტომ ხდებაSilicon Photonics ტექნოლოგიააქვს მნიშვნელოვანი შესრულების უარყოფითი მხარეები ქალაქ-ქალაქურ რეგიონალურ და გრძელი პროდუქტის პროგრამებში. სინამდვილეში, პირიქით, მართალია. იაფი, მოკლე დიაპაზონის, მაღალი მოსავლიანობის პროგრამებში, ვერტიკალური ღრუს ზედაპირის გამოსხივების ლაზერით (VCSEL) დაპირდაპირ მოდულირებული ლაზერი (DML ლაზერი): უშუალოდ მოდულირებული ლაზერი უზარმაზარ კონკურენტულ წნევას უქმნის და სილიკონის დაფუძნებული ფოტონური ტექნოლოგიის სისუსტე, რომელსაც ლაზერების მარტივად ინტეგრირება შეუძლებელია, მნიშვნელოვანი მინუსი გახდა. ამის საპირისპიროდ, მეტროში, საქალაქთაშორისო პროგრამებში, სილიკონის ფოტონიკის ტექნოლოგიისა და ციფრული სიგნალის დამუშავების (DSP) ინტეგრაციის უპირატესობის გამო (რაც ხშირად მაღალი ტემპერატურის გარემოშია), ლაზერის განცალკევება უფრო ხელსაყრელია. გარდა ამისა, თანმიმდევრული გამოვლენის ტექნოლოგიას შეუძლია შეადგინოს სილიკონის ფოტონიკის ტექნოლოგიის ნაკლოვანებები დიდწილად, მაგალითად, პრობლემა, რომ მუქი დენი გაცილებით მცირეა, ვიდრე ადგილობრივი ოსცილატორის ფოტომასალა. ამავდროულად, არასწორია იმის მოსაზრება, რომ დიდი რაოდენობით ვაფლის სიმძლავრეა საჭირო ნიღბის და განვითარების ხარჯების დასაფარად, რადგან Silicon Photonics ტექნოლოგია იყენებს კვანძების ზომებს, რომლებიც გაცილებით დიდია, ვიდრე ყველაზე მოწინავე დამატებითი ლითონის ოქსიდის ნახევარგამტარული (CMO), ამიტომ საჭირო ნიღბები და წარმოების გადინება შედარებით იაფია.