Sammenligning af fotoniske integrerede kredsløbssystemer

Sammenligning af fotoniske integrerede kredsløbssystemer
Figur 1 viser en sammenligning af to materialesystemer, indiumphosphor (INP) og silicium (SI). Indiumets sjældenhed gør INP til et dyrere materiale end SI. Da siliciumbaserede kredsløb involverer mindre epitaksial vækst, er udbyttet af siliciumbaserede kredsløb normalt højere end for INP-kredsløb. I siliciumbaserede kredsløb, germanium (GE), som normalt kun bruges iFotodetektor(lysdetektorer) kræver epitaksial vækst, mens i INP -systemer skal endda passive bølgeledere fremstilles ved epitaksial vækst. Epitaksial vækst har en tendens til at have en højere defektdensitet end enkelt krystalvækst, såsom fra en krystalindgang. INP-bølgeledere har kun højt brydningsindekskontrast i tværgående, mens siliciumbaserede bølgeledere har høje brydningsindekskontrast i både tværgående og langsgående, hvilket gør det muligt for siliciumbaserede enheder at opnå mindre bøjningsradier og andre mere kompakte strukturer. INGAASP har et direkte båndgap, mens SI og GE ikke gør det. Som et resultat er INP -materialesystemer overlegne med hensyn til lasereffektivitet. De iboende oxider af INP -systemer er ikke så stabile og robuste som de iboende oxider af Si, siliciumdioxid (SiO2). Silicium er et stærkere materiale end INP, der tillader anvendelse af større skivestørrelser, dvs. fra 300 mm (snart at blive opgraderet til 450 mm) sammenlignet med 75 mm i INP. InpmodulatorerAfhænger normalt af den kvantekonfinerede skarpe effekt, som er temperaturfølsom på grund af båndkantbevægelse forårsaget af temperatur. I modsætning hertil er temperaturafhængigheden af ​​siliciumbaserede modulatorer meget lille.

Siliciumfotonik-teknologi betragtes generelt kun som egnet til lave omkostninger, kortdistanceprodukter med kort rækkevidde (mere end 1 million stykker om året). Dette skyldes, at det er bredt accepteret, at der kræves en stor mængde skivekapacitet for at sprede maske og udviklingsomkostninger, og at detSilicium Photonics -teknologiHar betydelige præstations ulemper i regionale og langdistanceproduktapplikationer i byen. I virkeligheden er det modsatte imidlertid sandt. I lave omkostninger, kortdistancer, højrente applikationer, lodrette hulrumsoverfladeemitterende laser (VCSEL) ogDirekte-moduleret laser (DML -laser): Direkte moduleret laser udgør et enormt konkurrencepres, og svagheden ved siliciumbaseret fotonisk teknologi, der ikke let kan integrere lasere, er blevet en betydelig ulempe. I modsætning hertil, i metro, langdistanceapplikationer på grund af præference for at integrere siliciumfotonik-teknologi og digital signalbehandling (DSP) sammen (som ofte er i miljøer med høj temperatur), er det mere fordelagtigt at adskille laseren. Derudover kan sammenhængende detektionsteknologi kompensere for manglerne ved siliciumfotonik -teknologi i vid udstrækning, såsom det problem, at den mørke strøm er meget mindre end den lokale oscillator -fotostrøm. På samme tid er det også forkert at tro, at der er behov for en stor mængde skivekapacitet for at dække maske og udviklingsomkostninger, fordi siliciumfotonik -teknologi bruger nodestørrelser, der er meget større end de mest avancerede komplementære metaloxid -halvledere (CMO'er), så de krævede masker og produktionsløb er relativt billige.