1. Gigalight PobailBaile
  2. blogs
  3. Teicneolaíochtaí

Dúshláin agus Deiseanna Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú Modúl Optúil

Stádas Teicneolaíochta Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú an Mhodúil Optúil

Le haibíocht theoiric tonnchrutha agus táirgeadh sraith feistí dearaidh nua, mhol an tionscal teicneolaíocht Fótóinice Silicon bunaithe ar phróisis mhonaraithe CMOS. Úsáideann Silicon Photonics an teicneolaíocht próiseála sliseog sileacain an-aibí sa tionscal traidisiúnta leathsheoltóra. Féadann sé feistí tonnchártaí mórscála a phróiseáil ar an tsubstráit sileacain trí phróiseas eitseáil. Trí phróisis mar fhás epitaxial a úsáid, is féidir príomhfheistí a ullmhú ar nós modhnaitheoirí agus glacadóirí, agus comhtháthú ardmhodhnaitheoirí, glacadóirí agus feistí optúla éighníomhacha a bhaint amach ar deireadh.

Stádas Teicneolaíochta Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú an Mhodúil Optúil

Le cois an léasair, is féidir leis an teicneolaíocht Fótóinice Silicon déantúsaíocht chomhtháite na bhfeistí éagsúla sa mhodúl optúil a bhaint amach, a chlúdaíonn an chuid is mó de na comhpháirteanna taobh istigh den mhodúl optúil, ach ní fholaíonn sé an tslis léasair.

Ós rud é gur bearna banda indíreach é sileacain, tá íosmhéid an bhanda seoltaí (bun an bhanna stiúrtha) agus uasmhéid an bhanda iomláin i bpoist éagsúla i spás k. Ní mór don trasdul leictreonach an fuinneamh agus an fuinneamh cinéiteach féideartha a athrú ag an am céanna. Ní mór an léasar a bheith bunaithe ar fhótón, agus tá ath-chomhcheangal éifeachtúlacht poll an-íseal agus tá an éifeachtúlacht lonrúil an-íseal.

Faoi láthair, is é atá i gceist le gairis ar leibhéal sliseanna atá aibithe bunaithe ar phróisis Fhótónaic Silicon ná tonnchíonta optúla, feistí ilphléacs, feistí modhnaithe seachtracha, glacadóirí APD, etc.

Mar sin féin, tá difríochtaí móra idir bealaí dearaidh agus próisis na monaróirí móra, agus tá go leor bealaí teicniúla ann. Ón bpeirspictíocht seo, feictear freisin go bhfuil teicneolaíocht Fótóinice Silicon fós ag forbairt go luath, agus nach bhfuil an réiteach leis an bhfeidhmíocht costais is airde agus leis an gcobhsaíocht theicniúil fós gan seasamh leis an slua, tá tréimhse fós ag teastáil ó theicneolaíocht Fótóinice Silicon le deascadh agus forbairt, chun díriú ar an teicneolaíocht príomhshrutha buaiteach deiridh, agus ansin chun ról níos mó a imirt maidir le héifeacht scála phróiseas CMOS, is féidir costas agus toradh a bharrfheabhsú go leanúnach.

Stádas Teicneolaíochta Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú an Mhodúil Optúil

Trí Phríomhphointe Teicneolaíochta Silicon Photonics

1. Silicon Waveguide

Úsáideann an tonnchomhéad innéacs athraonta difriúil chun machnamh iomlán a dhéanamh, a chuireann srian ar chonair tarchuir na snáithíní optúla. Tá an t-innéacs athraonta de shileacan an-mhór, tá an t-innéacs athraonta iomlán os cionn 3.4, agus tá an t-innéacs athraonta d'ábhar shilice thart ar 1.5. Is é SiOx / SiON an teicneolaíocht chomhphróiseála chomhchoiteann um phróiseáil thar chumhdach nó scríbhneoireacht dhíreach léasair, trí dhíriú léasair, leánn agus athraíonn sé an t-innéacs athraonta taobh istigh den shilice.

Is struchtúr éighníomhach tábhachtach é an waveguide sileacain sa mhodúl optúil sileacain. Déantar an rialú tarchuir agus an cúpláil ar an gcosán optúil a chur i gcrích ag an tonnfhad. Is í an teicneolaíocht tonnchrutha ceann de na croítheicneolaíochtaí i dteicneolaíochtaí Fótóinice Silicon, agus is féidir líon mór de chomhchodanna éighníomhacha (scoilteanna, dtonnta joints, athshondóirí fáinne, etc.) a chur i bhfeidhm ar chip trí theicneolaíocht tonnchomhtha sileacain.

Mar sin féin, ós rud é go bhfuil an t-innéacs athraonta de shileacan ró-ard, agus go bhfuil an méid tonnchrutha beag, tá an méid spota sa tonnchruth beag, agus tá an modúl optúil ceangailte leis an snáithín optúil (i ndáiríre, an ciseal lárnach den snáithín optúil ), agus mar thoradh ar an neamhréir idir an tonnchomhéad sileacain agus an réimse mód optúil snáithíní, cuirtear caillteanas ard ionchuir isteach. Is é 0.4-0.5 -m trastomhas an mhód-réimse-trastomhas sileacain (MFD), agus is é 9-10μm trastomhas mód an tsnáithín mód singil, agus tá an caillteanas cúplála an-mhór (faoi -20dB).

2. Modulator bunaithe ar Silicon

Modhnú na modúil optúla, tá modhnú inmheánach agus modhnú seachtrach ann.

Cuireann an modhnú inmheánach voltais dhifriúla leis an tslis léasair tríd an tslis tiomána, agus déanann sé an chumhacht lonrúil a choigeartú chun modhnú comhartha optúil a bhaint amach. De réir mar a mhéadaíonn an ráta tarchuir, tá scrogaill feidhmíochta aghaidhe ar an modhnú inmheánach. Ag rátaí arda, is deacair an cóimheas díothaithe agus an chip an tslis optúil modhnaithe inmheánaigh a chomhlíonadh chun na riachtanais a chomhlíonadh. Mar gheall ar scaipeadh na snáithíní optúla, tá ráta earráide an chórais tarchurtha ró-ard. Tá forbairt an mhodhnaithe ag luasghéarú de réir a chéile. Sa mhodhnú seachtrach, leanann an léasar air ag scaoileadh fótóinice, agus is é déine an chomhartha optúil aschuir aschur trí mhodhnú Ar-Líne an mhodúil.

Tá éifeacht leictreamaighnéadach láidir agus éifeacht teirmeafópach ag an ábhar sileacain. Tar éis fuinneamh seachtrach a chur i bhfeidhm, is féidir an t-athrú céime a bhaint amach, agus is féidir an difríocht chéim idir an dá bíomaí a rialú chun an Trasnaíocht Mach-Zehnder (MZI) a bhaint amach chun modhnú déine an chomhartha optúil aschuir a bhaint amach. Dá bhrí sin, bunaithe ar theicneolaíocht Fótóinice Silicon, tá sé an-oiriúnach chun modhnaitheoirí an-chomhtháite MZI a ullmhú.

3. Brathadóir Gearmáiniam Silicon

Ag teacht leis an deireadh tarchuir, tá brathadóir glactha ag an modúl optúil a fhaigheann an comhartha optúil. Ós rud é go bhfuil bearna bhanna de 1.12eV ag Si agus go bhfuil tonnfhad gearrtha ionsúcháin de 1.1μm aige, ní féidir an t-ábhar sileacain a shú isteach sa bhanda cumarsáide (1.31μm go 1.55 matchesm, a mheaitseálann an fhuinneog tonnfhaid ísealchaillteanais den chuid is mó). Maidir leis na brathadóirí a chuirtear i bhfeidhm ar an deireadh glactha bunaithe ar sileacain, ní mór ábhair eile a úsáid. Is iad na hábhair ar féidir leo an banna oibre cumarsáide optúla a ionsú ná InP, InGaAs agus Ge.

Is iad comhéifeachtaí ionsúcháin na n-ábhar gearmáiniam ag na tonnfhaid 1310nm agus an 1550nm araon, brathadóirí glacadóra níos mó a úsáidtear go coitianta as ábhar den chineál seo de ghnáth.

Dúshláin Fhótónaic Shileacan i bhFeidhmiú Modúl Optúil

Tá an pacáiste bunaithe ar sceallóga optúla sileacain deacair fós, agus ní mór an próiseas agus an toradh a fheabhsú go fóill.

Tá teicneolaíocht na sliseanna optúla sileacain sách aibí, ach tá go leor deacrachtaí teicniúla fós sa phróiseas pacáistithe ó mhodúl sliseanna go optúil. Caithfear toradh agus costas an phacáistithe a bharrfheabhsú.

1. Cúpláil Fiber

Sa dá bhealach theicniúla, ní mór dearadh an struchtúir chomhshó mód-pháirceanna cúpláilte a fheabhsú, agus ní mór don iargúltóir an cur isteach ar an macalla a laghdú. Is deacair an phróiseáil sheasta ar an eagar snáithín sa V-groove a uathoibriú, agus tá an costas iomlán próiseála ard. Tá bandaleithead íseal ag an modh cúplála grádaithe agus tá sé íogair maidir le polarú. Caithfidh sé an cearnóg polaraithe a rialú, agus éilíonn sé gliú ceart feistithe chun neart dóthanach a sholáthar. Ag an am céanna, tá an snáithín á stiúradh go hingearach, agus ní mór don mhodúl le cruth caighdeánach an caillteanas lúbthachta a laghdú.

2. Comhtháthú Léasair

Tá cruinneas socrúcháin an tsuímh thar a bheith ard, tá an próiseas ina saothraítear sliseanna casta, agus tá an toradh íseal.

3. Bainistíocht theirmeach

Tá an tslis sileacain optúil íogair do theocht. Má úsáidtear an struchtúr grádaithe, tá an tionchar teochta níos suntasaí. Tá gá le dearadh insamhalta níos déine agus le barrfheabhsú struchtúrach, agus ní mór leas iomlán a bhaint as rialú tomhaltais cumhachta.

Dúshláin agus Deiseanna Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú Modúl Optúil

Deiseanna Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú Modúl Optúil

Faoi láthair, áirítear ar tháirgí modúil optúla sileacain modúil optúla ionad sonraí gearrthéarmacha agus modúil optúla teileachumarsáide atá comhleanúnach ó thaobh fad-achair de.

1. Modúl Optúil an Lárionaid Sonraí

Mar gheall ar an timpeallacht oibre idéalach de theocht tairiseach agus taise san ionad sonraí, tá riachtanais phacáistithe optúil modúil sách íseal. Sa mhargadh modúil optúil ionad sonraí, mar gheall ar an éileamh mór laistigh de 2km, mar aon leis na riachtanais láidre atá ar chostas íseal, ardluas, ard-dlúis, etc., tá sé níos oiriúnaí do líon mór feidhmchlár de chuid Silicon Photonics.

2. Modúl Optúil Comhtháite Fadtéarmacha Meánach

Úsáidtear na modúil chomhtháite optúla le haghaidh nasc DCI i lárionaid sonraí nó líonra cnámh droma limistéar teileachumarsáide cumarsáide fad-achair, cuireann modhnú comhleanúnach modhnú céime i dteannta le modhnú aimplitiúid i gcomparáid le modhnú traidisiúnta MZI. I measc na dteicneolaíochtaí príomhshrutha faoi láthair tá 8QAM agus 16QAM, agus tá 64QAM faoi thaighde agus faoi fhorbairt freisin.

Éilíonn modhnú comhleanúnach an comhartha foinse a roinnt ina dhá bhealach den mhinicíocht chéanna le difríocht chéime de 90 °, agus ansin modhnú ar leithligh an dá chainéal ar imeall fótóinice chun imeall cur isteach a chruthú. Tar éis an chúplálaí treoigh roinnte 50 / 50 ag an deireadh glactha agus an fhoinse intreach, is féidir an comhartha bunaidh ag an deireadh tarchuir a dhíorthú chun torann sa nasc tarchuir a dhíothú. Tá teicneolaíocht an-chomhtháite waveguide fótóinice sileacain agus an cumas modhnaithe céime an-oiriúnach chun gléasanna modhnaithe comhleanúnacha a ullmhú. Mar sin féin, is minic a bhíonn fadhbanna móra tomhaltais cumhachta ag baint leis na modúil chomhtháite optúla atá bunaithe ar theicneolaíocht phróiseála DSP teicneolaíochta ardphróiseála comharthaíochta digiteach.

I réimse taighde na cumarsáide comhtháite optúla, Gigalight forbairt neamhspleách a 100G CFP-DCO tarchuradóir optúil comhleanúnach. Rinne sé saincheapadh ar T&F d’iarratais ar líonraí cathrach do idirnasc ionad sonraí. Sa chás iarratais thíos faoi 100km, an gléas agus tiománaí optúil sileacain cumhachta, an t-algartam DSP optamaithe, tá an tomhaltas cumhachta foriomlán níos ísle ná 24W, de réir rogha aon-eochair thimpeallacht na nasc chun ITU-T G.692 100km agus IEEE (níos mó ná 10km), ag cuimsiú go hiomlán saintréithe inúsáidteachta, solúbthachta, tomhaltas ísealchumhachta agus cléire, ag léiriú treo forbartha feistí cumarsáide optúla ardluais sa todhchaí.

Ag an am céanna, Gigalight is féidir réitigh chóras saincheaptha a sholáthar de réir cásanna feidhmithe custaiméirí.

Stádas Teicneolaíochta Fótóinice Silicon i bhFeidhmiú an Mhodúil Optúil

Sna blianta amach romhainn, Gigalight glacfaidh innealtóirí teicneolaíocht nua Fótóinice Silicon faoi na coinníollacha reatha chun modúl cumarsáide optúla comhleanúnach cumhachta a fhorbairt le haghaidh 200G nó fiú líonra tarchurtha 400G chun glúin nua de líonraí cumarsáide optúla a thógáil.

Is alt bunaidh é seo a scríobh Gigalight. Má tá séirgthe, tabhair le fios an fhoinse: https://www.gigalight.com/community/the-challenges-and-opportunities-of-silicon-photonics-in-the-application-of-optical-modules/

Glaoigh orainn

Ríomhphost: sunwf@gigalight.com