ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) উপাদান সিস্টেম

ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) উপাদান সিস্টেম

সিলিকন ফোটোনিক্স এমন একটি বিদ্যা যা বিভিন্ন ধরণের কার্য সম্পাদনের জন্য আলোকে নির্দেশ করার জন্য সিলিকন উপকরণের উপর ভিত্তি করে সমতল কাঠামো ব্যবহার করে। আমরা এখানে ফাইবার অপটিক যোগাযোগের জন্য ট্রান্সমিটার এবং রিসিভার তৈরিতে সিলিকন ফোটোনিক্সের প্রয়োগের উপর আলোকপাত করছি। একটি নির্দিষ্ট ব্যান্ডউইথ, একটি নির্দিষ্ট পদচিহ্ন এবং একটি নির্দিষ্ট খরচে আরও ট্রান্সমিশন যোগ করার প্রয়োজনীয়তা বৃদ্ধি পাওয়ার সাথে সাথে সিলিকন ফোটোনিক্স আরও অর্থনৈতিকভাবে শক্তিশালী হয়ে ওঠে। অপটিক্যাল অংশের জন্য,ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তিব্যবহার করা আবশ্যক, এবং আজকের বেশিরভাগ সুসঙ্গত ট্রান্সসিভারগুলি পৃথক LiNbO3/ প্ল্যানার লাইট-ওয়েভ সার্কিট (PLC) মডুলেটর এবং InP/PLC রিসিভার ব্যবহার করে তৈরি করা হয়।

চিত্র ১: সাধারণত ব্যবহৃত ফোটোনিক ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PIC) উপাদান সিস্টেমগুলি দেখায়।

চিত্র ১-এ সর্বাধিক জনপ্রিয় PIC উপাদান ব্যবস্থা দেখানো হয়েছে। বাম থেকে ডানে সিলিকন-ভিত্তিক সিলিকা PIC (যা PLC নামেও পরিচিত), সিলিকন-ভিত্তিক ইনসুলেটর PIC (সিলিকন ফোটোনিক্স), লিথিয়াম নিওবেট (LiNbO3), এবং III-V গ্রুপ PIC, যেমন InP এবং GaAs রয়েছে। এই গবেষণাপত্রটি সিলিকন-ভিত্তিক ফোটোনিক্সের উপর আলোকপাত করে।সিলিকন ফোটোনিক্স, আলোর সংকেত মূলত সিলিকনে ভ্রমণ করে, যার পরোক্ষ ব্যান্ড গ্যাপ 1.12 ইলেকট্রন ভোল্ট (যার তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1.1 মাইক্রন)। সিলিকন চুল্লিতে বিশুদ্ধ স্ফটিক আকারে জন্মানো হয় এবং তারপর ওয়েফারে কাটা হয়, যা বর্তমানে সাধারণত 300 মিমি ব্যাস বিশিষ্ট। ওয়েফার পৃষ্ঠটি একটি সিলিকা স্তর তৈরি করতে জারিত হয়। ওয়েফারগুলির মধ্যে একটিতে হাইড্রোজেন পরমাণু দিয়ে একটি নির্দিষ্ট গভীরতা পর্যন্ত বোমাবর্ষণ করা হয়। দুটি ওয়েফারকে তারপর একটি ভ্যাকুয়ামে মিশ্রিত করা হয় এবং তাদের অক্সাইড স্তরগুলি একে অপরের সাথে আবদ্ধ হয়। অ্যাসেম্বলি হাইড্রোজেন আয়ন ইমপ্লান্টেশন লাইন বরাবর ভেঙে যায়। ফাটলের সিলিকন স্তরটি তখন পালিশ করা হয়, অবশেষে সিলিকা স্তরের উপরে অক্ষত সিলিকন "হ্যান্ডেল" ওয়েফারের উপরে স্ফটিকের Si এর একটি পাতলা স্তর রেখে যায়। এই পাতলা স্ফটিকের স্তর থেকে ওয়েভগাইড তৈরি হয়। যদিও এই সিলিকন-ভিত্তিক ইনসুলেটর (SOI) ওয়েফারগুলি কম-ক্ষতি সিলিকন ফোটোনিক্স ওয়েভগাইডগুলিকে সম্ভব করে তোলে, তবে কম লিকেজ কারেন্টের কারণে এগুলি আসলে কম-শক্তির CMOS সার্কিটে বেশি ব্যবহৃত হয়।

চিত্র ২-এ দেখানো হয়েছে, সিলিকন-ভিত্তিক অপটিক্যাল ওয়েভগাইডের অনেকগুলি সম্ভাব্য রূপ রয়েছে। এগুলি মাইক্রোস্কেল জার্মেনিয়াম-ডোপড সিলিকা ওয়েভগাইড থেকে শুরু করে ন্যানোস্কেল সিলিকন ওয়্যার ওয়েভগাইড পর্যন্ত বিস্তৃত। জার্মেনিয়াম মিশ্রিত করে, এটি তৈরি করা সম্ভবফটোডিটেক্টরএবং বৈদ্যুতিক শোষণমডুলেটর, এবং সম্ভবত অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ারও। সিলিকন ডোপিং করে, একটিঅপটিক্যাল মডুলেটরতৈরি করা যেতে পারে। বাম থেকে ডানে নীচের অংশগুলি হল: সিলিকন তারের তরঙ্গগাইড, সিলিকন নাইট্রাইড তরঙ্গগাইড, সিলিকন অক্সিনাইট্রাইড তরঙ্গগাইড, পুরু সিলিকন রিজ তরঙ্গগাইড, পাতলা সিলিকন নাইট্রাইড তরঙ্গগাইড এবং ডোপড সিলিকন তরঙ্গগাইড। উপরে, বাম থেকে ডানে, ডিপ্লেশন মডুলেটর, জার্মেনিয়াম ফটোডিটেক্টর এবং জার্মেনিয়াম রয়েছে।অপটিক্যাল অ্যামপ্লিফায়ার.

চিত্র ২: একটি সিলিকন-ভিত্তিক অপটিক্যাল ওয়েভগাইড সিরিজের ক্রস-সেকশন, যা সাধারণ প্রচার ক্ষতি এবং প্রতিসরাঙ্ক দেখায়।