ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উপাদান সিস্টেমের তুলনা

ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট উপাদান সিস্টেমের তুলনা
চিত্র ১-এ দুটি উপাদান সিস্টেম, ইন্ডিয়াম ফসফরাস (InP) এবং সিলিকন (Si)-এর একটি তুলনা দেখানো হয়েছে। ইন্ডিয়ামের দুষ্প্রাপ্যতার কারণে InP, Si-এর চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল একটি উপাদান। যেহেতু সিলিকন-ভিত্তিক সার্কিটগুলিতে কম এপিটেক্সিয়াল গ্রোথ প্রয়োজন হয়, তাই এগুলোর উৎপাদন হার সাধারণত InP সার্কিটের চেয়ে বেশি হয়। সিলিকন-ভিত্তিক সার্কিটগুলিতে জার্মেনিয়াম (Ge) ব্যবহৃত হয়, যা সাধারণত শুধুমাত্রফটোডিটেক্টর(আলো শনাক্তকারীInGaAsP-এর জন্য এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথ প্রয়োজন, যেখানে InP সিস্টেমে এমনকি প্যাসিভ ওয়েভগাইডও এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথের মাধ্যমে প্রস্তুত করতে হয়। এপিট্যাক্সিয়াল গ্রোথে একক ক্রিস্টাল গ্রোথের (যেমন ক্রিস্টাল ইনগট থেকে) তুলনায় ত্রুটির ঘনত্ব বেশি থাকে। InP ওয়েভগাইডের উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য শুধুমাত্র অনুপ্রস্থ দিকে থাকে, যেখানে সিলিকন-ভিত্তিক ওয়েভগাইডের উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য অনুপ্রস্থ এবং অনুদৈর্ঘ্য উভয় দিকেই থাকে, যা সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসগুলোকে ছোট বক্রতা ব্যাসার্ধ এবং অন্যান্য আরও কম্প্যাক্ট কাঠামো অর্জন করতে সাহায্য করে। InGaAsP-এর একটি ডাইরেক্ট ব্যান্ড গ্যাপ রয়েছে, যেখানে Si এবং Ge-এর তা নেই। ফলস্বরূপ, লেজার দক্ষতার দিক থেকে InP মেটেরিয়াল সিস্টেমগুলো উন্নত। InP সিস্টেমের ইন্ট্রিনসিক অক্সাইডগুলো Si-এর ইন্ট্রিনসিক অক্সাইড, অর্থাৎ সিলিকন ডাইঅক্সাইড (SiO2)-এর মতো স্থিতিশীল এবং মজবুত নয়। সিলিকন InP-এর চেয়ে শক্তিশালী একটি উপাদান, যা InP-এর ৭৫ মিমি-এর তুলনায় ৩০০ মিমি (শীঘ্রই ৪৫০ মিমি-তে আপগ্রেড করা হবে) পর্যন্ত বড় ওয়েফার সাইজ ব্যবহারের সুযোগ দেয়।মডুলেটরসাধারণত কোয়ান্টাম-সীমাবদ্ধ স্টার্ক প্রভাবের উপর নির্ভর করে, যা তাপমাত্রার কারণে ব্যান্ড প্রান্তের সরণের জন্য তাপমাত্রা-সংবেদনশীল। এর বিপরীতে, সিলিকন-ভিত্তিক মডুলেটরগুলির তাপমাত্রা নির্ভরতা খুবই কম।

সিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তিকে সাধারণত শুধুমাত্র স্বল্প-ব্যয়ী, স্বল্প-পরিসরের এবং উচ্চ-পরিমাণের পণ্যের (বছরে ১০ লক্ষেরও বেশি) জন্য উপযুক্ত বলে মনে করা হয়। এর কারণ হলো, এটি সর্বজনস্বীকৃত যে মাস্ক এবং উন্নয়ন খরচ ভাগ করে নেওয়ার জন্য বিপুল পরিমাণ ওয়েফার ধারণক্ষমতার প্রয়োজন হয়, এবংসিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তিশহর থেকে শহরে আঞ্চলিক এবং দূরপাল্লার পণ্য পরিবহনের ক্ষেত্রে এর উল্লেখযোগ্য কর্মক্ষমতার অসুবিধা রয়েছে। তবে বাস্তবে, এর বিপরীতটাই সত্য। স্বল্প খরচের, স্বল্প পাল্লার, উচ্চ ফলনশীল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, ভার্টিক্যাল ক্যাভিটি সারফেস-এমিটিং লেজার (VCSEL) এবংসরাসরি-মডুলেটেড লেজার (ডিএমএল লেজারসরাসরি মডুলেটেড লেজার একটি বিশাল প্রতিযোগিতামূলক চাপ তৈরি করে, এবং সিলিকন-ভিত্তিক ফোটোনিক প্রযুক্তির দুর্বলতা, যা সহজে লেজারকে একীভূত করতে পারে না, তা একটি উল্লেখযোগ্য অসুবিধা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এর বিপরীতে, মেট্রো এবং দূরপাল্লার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, সিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তি এবং ডিজিটাল সিগন্যাল প্রসেসিং (ডিএসপি) একসাথে একীভূত করার পছন্দের কারণে (যা প্রায়শই উচ্চ তাপমাত্রার পরিবেশে করা হয়), লেজারকে আলাদা করাই বেশি সুবিধাজনক। এছাড়াও, কোহেরেন্ট ডিটেকশন প্রযুক্তি সিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তির ত্রুটিগুলি অনেকাংশে পূরণ করতে পারে, যেমন ডার্ক কারেন্ট লোকাল ওসিলেটর ফোটোকারেন্টের চেয়ে অনেক কম হওয়ার সমস্যা। একই সাথে, মাস্ক এবং ডেভেলপমেন্ট খরচ মেটানোর জন্য প্রচুর পরিমাণে ওয়েফার ক্যাপাসিটির প্রয়োজন, এই ধারণাটিও ভুল, কারণ সিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তি সবচেয়ে উন্নত কমপ্লিমেন্টারি মেটাল অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর (সিএমওএস)-এর চেয়ে অনেক বড় নোড সাইজ ব্যবহার করে, তাই প্রয়োজনীয় মাস্ক এবং প্রোডাকশন রান তুলনামূলকভাবে সস্তা।