Oliy ta’lim tizimi pedagog va rahbar kadrlarini qayta tayyorlash va ularning malakasini oshirishni tashkil etish bosh ilmiy-metodik markazi farg’ona davlat universiteti

Kremniy optik modulyatorlar

2004 yil fevral oyida Intel 1 gigagertsli chastotada dunyodagi birinchi Kremniy optik faza modulyatorini namoyish qilib, kremniy fotonikasida yana bir yutuqni amalga oshirdi.
Ushbu modulyator yorug'lik tarqalishining erkin zaryad tashuvchilarga ta'siriga asoslangan va uning tuzilishi ko'p jihatdan SOI (izolyatorda kremniy) texnologiyasiga asoslangan CMOS tranzistoriga o'xshaydi. Optik faza modulyatorining tuzilishi shaklda ko'rsatilgan. 3.

Rasm. 3. Optik kremniy faza modulyatorining struktura diagrammasi
Izolyator qatlami (kremniy dioksidi) bo'lgan kristalli kremniyning substratida kristalli kremniy qatlami mavjud. n-turi. Buning ortidan kremniy dioksidi qatlami paydo bo'ladi, uning markazida polikristalli kremniy qatlami joylashgan. p-to'lqin o'tkazgich vazifasini bajaradigan tip. Bu qatlam kristall kremniydan ajratilgan n-qalinligi atigi 120 angstrom bo'lgan izolyatorning eng yupqa qatlamini (darvoza dielektri) yozing. Metall bilan aloqa qilish natijasida yorug'lik tarqalishini minimallashtirish uchun metall kontaktlar kremniy oksidi qatlamidan to'lqin o'tkazgichning har ikki tomonida yupqa polikristal kremniy qatlami bilan ajratiladi.
Darvoza elektrodiga musbat kuchlanish qo'llanilganda, eshik dielektrining ikkala tomonida va to'lqin uzatuvchi tomonida (polikristal kremniy) zaryad induktsiya qilinadi. p-turi) bu teshiklar va kremniy tomondan n-turi - erkin elektronlar.
Kremniyda erkin zaryadlar mavjud bo'lganda, kremniyning sindirish ko'rsatkichi o'zgaradi. Sinishi indeksining o'zgarishi, o'z navbatida, uzatiladigan yorug'lik to'lqinining fazaviy siljishiga olib keladi.
Yuqorida ko'rib chiqilgan modulyator mos yozuvlar signalining fazali modulyatsiyasini yaratishga imkon beradi. Fazali modulyatsiyani amplitudali modulyatsiyaga aylantirish uchun (mos yozuvlar signali yo'q bo'lganda fazada modulyatsiyalangan signalni aniqlash qiyin) optik modulyator qo'shimcha ravishda har biri ikkita qo'li bo'lgan Mach-Zender interferometridan (MZI) foydalanadi. fazali optik modulyatorni birlashtiradi (4-rasm).

Rasm. 4. Optik modulyatorning blok diagrammasi
Interferometrning ikkala qo'lida fazali optik modulyatorlardan foydalanish interferometrlarning qo'llarining optik uzunliklarining tengligini ta'minlash imkonini beradi.
Optik tola bo'ylab tarqaladigan mos yozuvlar yorug'lik to'lqini Y-splitter tomonidan ikkita kogerent to'lqinga bo'linadi, ularning har biri interferometrning qo'llaridan biri bo'ylab tarqaladi. Agar ikkala to'lqin ham interferometr qo'llarining birikish nuqtasida fazada bo'lsa, u holda bu to'lqinlarning qo'shilishi natijasida interferometrdan oldingi kabi bir xil to'lqin olinadi (bu holda yo'qotishlar e'tiborga olinmaydi) (konstruktiv shovqin). Agar to'lqinlar antifazada qo'shilsa (buzg'unchi shovqin), u holda olingan signal nol amplitudaga ega bo'ladi.
Ushbu yondashuv tashuvchi signalning amplitudali modulyatsiyasini amalga oshirishga imkon beradi - faza modulyatorlaridan biriga kuchlanish qo'llash orqali interferometrning qo'llaridan biridagi to'lqinning fazasi o'zgaradi. n yoki umuman o'zgarmasligi, shuning uchun halokatli yoki konstruktiv aralashuv uchun shart-sharoitlarni ta'minlaydi. Shunday qilib, chastotali faza modulyatoriga kuchlanishni qo'llash f, bir xil chastotali signalning amplitudali modulyatsiyasini amalga oshirish mumkin f.
Yuqorida aytib o'tilganidek, 2004 yil fevral oyida namoyish etilgan Intel kremniy optik modulatori 1 gigagertsli tezlikda nurlanishni modulyatsiya qilish qobiliyatiga ega edi. Keyinchalik, 2005 yil aprel oyida Intel 10 gigagertsli chastotada ishlaydigan modulyatorni namoyish etdi.