ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરના સૌથી મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મોમાંની એક તેની મોડ્યુલેશન સ્પીડ અથવા બેન્ડવિડ્થ છે, જે ઉપલબ્ધ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ જેટલી ઝડપી હોવી જોઈએ. 100 ગીગાહર્ટ્ઝથી વધુ સારી રીતે ટ્રાન્ઝિટ ફ્રીક્વન્સી ધરાવતા ટ્રાન્ઝિસ્ટર 90 એનએમ સિલિકોન ટેક્નોલોજીમાં પહેલાથી જ દર્શાવવામાં આવ્યા છે, અને લઘુત્તમ સુવિધાનું કદ ઘટાડવામાં આવતાં ઝડપ વધુ વધશે [1]. જો કે, હાલના સિલિકોન-આધારિત મોડ્યુલેટરની બેન્ડવિડ્થ મર્યાદિત છે. સિલિકોન તેની સેન્ટ્રો-સપ્રમાણ સ્ફટિકીય રચનાને કારણે χ(2)-નોનલાઇનિયરિટી ધરાવતું નથી. તાણયુક્ત સિલિકોનનો ઉપયોગ પહેલાથી જ રસપ્રદ પરિણામો તરફ દોરી ગયો છે [2], પરંતુ બિનરેખીયતા હજુ સુધી વ્યવહારુ ઉપકરણોને મંજૂરી આપતી નથી. અત્યાધુનિક સિલિકોન ફોટોનિક મોડ્યુલેટર તેથી હજુ પણ pn અથવા પિન જંકશનમાં ફ્રી-કેરિયર ડિસ્પરશન પર આધાર રાખે છે [3-5]. ફોરવર્ડ બાયઝ્ડ જંકશન VπL = 0.36 V mm જેટલું ઓછું વોલ્ટેજ-લંબાઈનું ઉત્પાદન દર્શાવે છે, પરંતુ મોડ્યુલેશન ઝડપ લઘુમતી વાહકોની ગતિશીલતા દ્વારા મર્યાદિત છે. તેમ છતાં, વિદ્યુત સિગ્નલ [4]ના પૂર્વ ભારની મદદથી 10 Gbit/s ના ડેટા રેટ જનરેટ કરવામાં આવ્યા છે. તેના બદલે વિપરીત પક્ષપાતી જંકશનનો ઉપયોગ કરીને, બેન્ડવિડ્થને લગભગ 30 GHz [5,6] સુધી વધારવામાં આવી છે, પરંતુ વોલ્ટેજ લંબાઈનું ઉત્પાદન VπL = 40 V mm થઈ ગયું છે. કમનસીબે, આવા પ્લાઝ્મા ઈફેક્ટ ફેઝ મોડ્યુલેટર અનિચ્છનીય તીવ્રતા મોડ્યુલેશન પણ ઉત્પન્ન કરે છે [7], અને તેઓ લાગુ વોલ્ટેજને બિનરેખીય રીતે પ્રતિસાદ આપે છે. ક્યુએએમ જેવા અદ્યતન મોડ્યુલેશન ફોર્મેટને જો કે, રેખીય પ્રતિભાવ અને શુદ્ધ તબક્કાના મોડ્યુલેશનની જરૂર પડે છે, જે ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક અસર (પોકેલ્સ અસર [8])નું શોષણ ખાસ કરીને ઇચ્છનીય બનાવે છે.
2. SOH અભિગમ
તાજેતરમાં, સિલિકોન-ઓર્ગેનિક હાઇબ્રિડ (SOH) અભિગમ સૂચવવામાં આવ્યો છે [9-12]. SOH મોડ્યુલેટરનું ઉદાહરણ ફિગ. 1(a) માં બતાવવામાં આવ્યું છે. તેમાં ઓપ્ટિકલ ફિલ્ડને માર્ગદર્શન આપતી સ્લોટ વેવગાઈડ અને બે સિલિકોન સ્ટ્રીપ્સનો સમાવેશ થાય છે જે ઓપ્ટિકલ વેવગાઈડને મેટાલિક ઈલેક્ટ્રોડ્સ સાથે ઇલેક્ટ્રિકલી કનેક્ટ કરે છે. ઓપ્ટિકલ નુકસાન ટાળવા માટે ઇલેક્ટ્રોડ્સ ઓપ્ટિકલ મોડલ ક્ષેત્રની બહાર સ્થિત છે [13], ફિગ. 1(b). ઉપકરણ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક કાર્બનિક સામગ્રી સાથે કોટેડ છે જે સમાનરૂપે સ્લોટને ભરે છે. મોડ્યુલેટીંગ વોલ્ટેજ મેટાલિક ઈલેક્ટ્રીકલ વેવગાઈડ દ્વારા વહન કરવામાં આવે છે અને વાહક સિલિકોન સ્ટ્રીપ્સને કારણે સમગ્ર સ્લોટમાંથી નીચે જાય છે. પરિણામી ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ પછી અલ્ટ્રા-ફાસ્ટ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક અસર દ્વારા સ્લોટમાં રીફ્રેક્શનના ઇન્ડેક્સમાં ફેરફાર કરે છે. સ્લોટની પહોળાઈ 100 nm ના ક્રમમાં હોવાથી, ઘણા મજબુત મોડ્યુલેટીંગ ફીલ્ડ બનાવવા માટે થોડા વોલ્ટ પૂરતા છે જે મોટા ભાગની સામગ્રીની ડાઇલેક્ટ્રીક તાકાતના ક્રમમાં હોય છે. બંધારણમાં ઉચ્ચ મોડ્યુલેશન કાર્યક્ષમતા છે કારણ કે મોડ્યુલેટીંગ અને ઓપ્ટિકલ ફીલ્ડ બંને સ્લોટની અંદર કેન્દ્રિત છે, ફિગ. 1(b) [14]. ખરેખર, સબ-વોલ્ટ ઓપરેશન [11] સાથે SOH મોડ્યુલેટરના પ્રથમ અમલીકરણો પહેલાથી જ દર્શાવવામાં આવ્યા છે, અને 40 GHz સુધીના sinusoidal મોડ્યુલેશન [15,16] દર્શાવવામાં આવ્યા હતા. જો કે, લો-વોલ્ટેજ હાઇ-સ્પીડ SOH મોડ્યુલેટર બનાવવામાં પડકાર એ છે કે અત્યંત વાહક કનેક્ટિંગ સ્ટ્રીપ બનાવવી. સમકક્ષ સર્કિટમાં સ્લોટને કેપેસિટર C દ્વારા અને વાહક સ્ટ્રીપ્સને રેઝિસ્ટર R, ફિગ. 1(b) દ્વારા દર્શાવી શકાય છે. અનુરૂપ RC સમય સ્થિરાંક ઉપકરણની બેન્ડવિડ્થ [10,14,17,18] નક્કી કરે છે. પ્રતિકાર R ઘટાડવા માટે, સિલિકોન સ્ટ્રીપ્સ [10,14] ને ડોપ કરવાનું સૂચન કરવામાં આવ્યું છે. જ્યારે ડોપિંગ સિલિકોન સ્ટ્રીપ્સની વાહકતા વધારે છે (અને તેથી ઓપ્ટિકલ નુકસાનમાં વધારો કરે છે), વ્યક્તિ વધારાની નુકશાન દંડ ચૂકવે છે કારણ કે ઇલેક્ટ્રોન ગતિશીલતા અશુદ્ધતા સ્કેટરિંગ [10,14,19] દ્વારા નબળી પડે છે. વધુમાં, સૌથી તાજેતરના બનાવટના પ્રયાસોએ અણધારી રીતે ઓછી વાહકતા દર્શાવી હતી.
ચીનની "સિલિકોન વેલી" - બેઇજિંગ ઝોંગગુઆનકુનમાં સ્થિત બેઇજિંગ રોફેઆ ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ કંપની લિમિટેડ, દેશી અને વિદેશી સંશોધન સંસ્થાઓ, સંશોધન સંસ્થાઓ, યુનિવર્સિટીઓ અને એન્ટરપ્રાઈઝ વૈજ્ઞાનિક સંશોધન કર્મચારીઓને સેવા આપવા માટે સમર્પિત એક ઉચ્ચ તકનીકી સાહસ છે. અમારી કંપની મુખ્યત્વે સ્વતંત્ર સંશોધન અને વિકાસ, ડિઝાઇન, ઉત્પાદન, ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક ઉત્પાદનોના વેચાણમાં રોકાયેલ છે અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધકો અને ઔદ્યોગિક એન્જિનિયરો માટે નવીન ઉકેલો અને વ્યાવસાયિક, વ્યક્તિગત સેવાઓ પ્રદાન કરે છે. વર્ષોની સ્વતંત્ર નવીનતા પછી, તેણે ફોટોઈલેક્ટ્રીક ઉત્પાદનોની સમૃદ્ધ અને સંપૂર્ણ શ્રેણીની રચના કરી છે, જેનો ઉપયોગ મ્યુનિસિપલ, લશ્કરી, પરિવહન, ઇલેક્ટ્રિક પાવર, ફાઇનાન્સ, શિક્ષણ, તબીબી અને અન્ય ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.
અમે તમારી સાથે સહકારની રાહ જોઈ રહ્યા છીએ!
પોસ્ટ સમય: માર્ચ-29-2023