فوتونيات السيليكون

الموسوعة الحرة

فوتونيات السليكون هي دراسة وتطبيق الأنظمة الفوتونية التي تستخدم السليكون كوسيط بصري . [1] [2] [3] [4] [5] عادةً ما يتم تشكيل السليكون بدقة دون الميكرومتر ، إلى مكونات ميكروفوتونية . [4] تعمل هذه في الأشعة تحت الحمراء ، والأكثر شيوعًا عند طول الموجة 1.55 ميكرومتر المستخدم في معظم أنظمة الاتصالات بالألياف الضوئية . [6] عادةً ما يقع السليكون فوق طبقة من السيليكا فيما يُعرف (بالقياس على بنية مماثلة في الإلكترونيات الدقيقة ) بالسيليكون على العازل ( SOI ). [4] [5]

رقاقة فوتونيات السيليكون مقاس 300 مم

يمكن تصنيع الأجهزة الفوتونية السليكونية باستخدام تقنيات تصنيع أشباه الموصلات الموجودة ، ولأن السليكون يستخدم بالفعل كركيزة لمعظم الدوائر المتكاملة ، فمن الممكن إنشاء أجهزة هجينة يتم فيها دمج المكونات البصرية والإلكترونية على شريحة دقيقة واحدة. [6] وبالتالي، يتم البحث بنشاط في فوتونيات السليكون من قبل العديد من مصنعي الإلكترونيات بما في ذلك IBM و Intel ، وكذلك من قبل مجموعات البحث الأكاديمي، كوسيلة لمواكبة قانون مور ، باستخدام الترابطات البصرية لتوفير نقل أسرع للبيانات بين الشرائح الدقيقة وداخلها . [7] [8] [9]

يخضع انتشار الضوء عبر أجهزة السيليكون لمجموعة من الظواهر البصرية غير الخطية بما في ذلك تأثير كير وتأثير رامان وامتصاص فوتونين والتفاعلات بين الفوتونات وحاملات الشحنة الحرة . [10] إن وجود اللاخطية له أهمية أساسية، لأنه يمكّن الضوء من التفاعل مع الضوء، [11] وبالتالي يسمح بتطبيقات مثل تحويل الطول الموجي وتوجيه الإشارة الضوئية بالكامل، بالإضافة إلى النقل السلبي للضوء.

كما أن الموجهات الموجية المصنوعة من السيليكون ذات أهمية أكاديمية كبيرة، نظرًا لخصائصها التوجيهية الفريدة، ويمكن استخدامها في الاتصالات، والربط البيني، وأجهزة الاستشعار البيولوجية، [12] [13] وتوفر إمكانية دعم الظواهر البصرية غير الخطية الغريبة مثل انتشار الموجة السوليتونية . [14] [15] [16]

التطبيقات

الاتصالات البصرية

في رابط بصري نموذجي، يتم نقل البيانات أولاً من المجال الكهربائي إلى المجال البصري باستخدام معدِّل كهروضوئي أو ليزر معدَّل مباشرة. يمكن للمعدِّل الكهروضوئي تغيير شدة و/أو طور الناقل البصري. في فوتونيات السيليكون، تتمثل إحدى التقنيات الشائعة لتحقيق التعديل في تغيير كثافة حاملات الشحنة الحرة. تغير الاختلافات في كثافة الإلكترونات والفجوات الجزء الحقيقي والخيالي من معامل الانكسار للسيليكون كما هو موضح في المعادلات التجريبية لسوريف وبينيت. [17] يمكن أن تتكون المعدِّلات من ثنائيات PIN ذات تحيز أمامي ، والتي تولد عمومًا تحولات طور كبيرة ولكنها تعاني من سرعات أقل، [18] بالإضافة إلى الوصلات p-n ذات التحيز العكسي . [19] تم عرض نموذج أولي لربط بصري مع معدِّلات حلقة دقيقة مدمجة مع كواشف الجرمانيوم. [20] [21] تتميز المعدلات غير الرنانة، مثل مقاييس التداخل ماخ-زيندر ، بأبعاد نموذجية في نطاق المليمتر وعادةً ما تُستخدم في تطبيقات الاتصالات أو البيانات. يمكن أن تكون أبعاد الأجهزة الرنانة، مثل الرنانات الحلقية، بضع عشرات من الميكرومتر فقط، وبالتالي تشغل مساحات أصغر بكثير. في عام 2013، أظهر الباحثون معدل استنفاد الرنين الذي يمكن تصنيعه باستخدام عمليات تصنيع أشباه الموصلات المعدنية التكميلية المصنوعة من السيليكون على العازل (SOI CMOS). [22] كما تم عرض جهاز مماثل في أشباه الموصلات المعدنية التكميلية المصنوعة من السيليكون على العازل بدلاً من SOI. [23] [24]

على جانب المستقبل، يتم تحويل الإشارة الضوئية عادةً إلى المجال الكهربائي مرة أخرى باستخدام كاشف ضوئي أشباه الموصلات . عادةً ما يكون لأشباه الموصلات المستخدمة لتوليد الناقل فجوة نطاق أصغر من طاقة الفوتون، والاختيار الأكثر شيوعًا هو الجرمانيوم النقي. [25] [26] تستخدم معظم الكواشف وصلة p-n لاستخراج الناقل، ومع ذلك، تم دمج الكواشف القائمة على وصلات أشباه الموصلات المعدنية (مع الجرمانيوم كشبه موصل) في الموجهات الموجية السيليكونية أيضًا. [27] وفي الآونة الأخيرة، تم تصنيع الثنائيات الضوئية الانهيارية من السيليكون والجرمانيوم القادرة على العمل بسرعة 40 جيجابت/ثانية. [28] [29] تم تسويق أجهزة الإرسال والاستقبال الكاملة في شكل كابلات بصرية نشطة. [30]

يتم تصنيف الاتصالات الضوئية بشكل ملائم حسب مدى أو طول روابطها. حتى الآن، اقتصرت غالبية الاتصالات الفوتونية السيليكونية على تطبيقات الاتصالات عن بعد [31] والاتصالات بالبيانات، [32] [33] حيث يبلغ مدى الاتصال عدة كيلومترات أو عدة أمتار على التوالي.

ومع ذلك، من المتوقع أن تلعب فوتونيات السيليكون دورًا مهمًا في مجال الاتصالات الحاسوبية أيضًا، حيث يبلغ مدى الروابط الضوئية في نطاق السنتيمتر إلى المتر. في الواقع، أصبح التقدم في تكنولوجيا الكمبيوتر (واستمرار قانون مور ) يعتمد بشكل متزايد على نقل البيانات بشكل أسرع بين الرقائق الدقيقة وداخلها. [34] قد توفر الوصلات الضوئية طريقة للمضي قدمًا، وقد تثبت فوتونيات السيليكون أنها مفيدة بشكل خاص، بمجرد دمجها في رقائق السيليكون القياسية. [6] [35] [36] في عام 2006، صرح نائب الرئيس الأول لشركة إنتل - والرئيس التنفيذي المستقبلي - بات جيلسنجر ، "اليوم، تعد البصريات تقنية متخصصة. وغدًا، ستكون التيار الرئيسي لكل شريحة نصنعها." [8] في عام 2010، أظهرت إنتل اتصالًا بسرعة 50 جيجابت في الثانية مصنوعًا من فوتونيات السيليكون. [37]

تم عرض أول معالج دقيق مع إدخال/إخراج بصري (I/O) في ديسمبر 2015 باستخدام نهج يُعرف باسم فوتونيات CMOS "التغيير الصفري". [38] يُعرف هذا باسم الألياف إلى المعالج. [39] استند هذا العرض التوضيحي الأول إلى عقدة SOI مقاس 45 نانومتر، وتم تشغيل رابط الشريحة إلى الشريحة ثنائي الاتجاه بمعدل 2 × 2.5 جيجابت/ثانية. تم حساب إجمالي استهلاك الطاقة للرابط ليكون 16 بيكوجول/ب وكان يهيمن عليه مساهمة الليزر خارج الشريحة.

يعتقد بعض الباحثين أن مصدر الليزر على الشريحة مطلوب. [40] يعتقد آخرون أنه يجب أن يظل خارج الشريحة بسبب المشاكل الحرارية (تقل الكفاءة الكمومية مع درجة الحرارة، وتكون شرائح الكمبيوتر ساخنة بشكل عام) وبسبب مشكلات توافق CMOS. أحد هذه الأجهزة هو ليزر السيليكون الهجين ، حيث يرتبط السيليكون بأشباه موصلات مختلفة (مثل فوسفيد الإنديوم ) كوسيط ليزر . [41] تشمل الأجهزة الأخرى ليزر رامان السيليكون بالكامل [42] أو ليزر بريلوين السيليكون بالكامل [43] حيث يعمل السيليكون كوسيط ليزر.

في عام 2012، أعلنت شركة آي بي إم أنها حققت مكونات بصرية بمقياس 90 نانومتر يمكن تصنيعها باستخدام تقنيات قياسية ودمجها في الرقائق التقليدية. [7] [44] في سبتمبر 2013، أعلنت شركة إنتل عن تقنية لنقل البيانات بسرعات 100 جيجابت في الثانية على طول كابل يبلغ قطره حوالي خمسة ملليمترات لتوصيل الخوادم داخل مراكز البيانات. تنقل كابلات بيانات PCI-E التقليدية البيانات بسرعة تصل إلى ثمانية جيجابت في الثانية، بينما تصل كابلات الشبكات إلى 40 جيجابت في الثانية. يصل أحدث إصدار من معيار USB إلى عشرة جيجابت في الثانية. لا تحل التكنولوجيا محل الكابلات الموجودة بشكل مباشر حيث تتطلب لوحة دوائر منفصلة لتحويل الإشارات الكهربائية والبصرية. توفر سرعتها المتقدمة إمكانية تقليل عدد الكابلات التي تربط الشفرات على الرف وحتى فصل المعالج والتخزين والذاكرة إلى شفرات منفصلة للسماح بتبريد أكثر كفاءة وتكوين ديناميكي. [45]

تتمتع أجهزة الكشف الضوئية المصنوعة من الجرافين بإمكانية التفوق على أجهزة الجرمانيوم في عدة جوانب مهمة، على الرغم من أنها تظل متأخرة بنحو مرتبة واحدة عن قدرة التوليد الحالية، على الرغم من التحسن السريع. يمكن لأجهزة الجرافين العمل بترددات عالية جدًا، ويمكنها من حيث المبدأ الوصول إلى نطاقات تردد أعلى. يمكن للجرافين امتصاص نطاق أوسع من الأطوال الموجية مقارنة بالجرمانيوم. يمكن استغلال هذه الخاصية لنقل المزيد من تدفقات البيانات في وقت واحد في نفس شعاع الضوء. على عكس أجهزة الكشف عن الجرمانيوم، لا تتطلب أجهزة الكشف الضوئية المصنوعة من الجرافين جهدًا مطبقًا، مما قد يقلل من احتياجات الطاقة. أخيرًا، تسمح أجهزة الكشف عن الجرافين من حيث المبدأ بتكامل أبسط وأقل تكلفة على الشريحة. ومع ذلك، لا يمتص الجرافين الضوء بقوة. يؤدي إقران موجه السيليكون بصفائح الجرافين إلى توجيه الضوء بشكل أفضل وتعظيم التفاعل. تم عرض أول جهاز من هذا القبيل في عام 2011. لم يتم إثبات تصنيع مثل هذه الأجهزة باستخدام تقنيات التصنيع التقليدية. [46]

الموجهات البصرية ومعالجات الإشارة

تطبيق آخر للفوتونيات السليكونية هو في أجهزة توجيه الإشارات للاتصالات الضوئية . يمكن تبسيط البناء بشكل كبير عن طريق تصنيع الأجزاء الضوئية والإلكترونية على نفس الشريحة، بدلاً من نشرها عبر مكونات متعددة. [47] الهدف الأوسع هو معالجة الإشارات الضوئية بالكامل، حيث يتم تنفيذ المهام التي يتم إجراؤها تقليديًا عن طريق معالجة الإشارات في شكل إلكتروني مباشرة في شكل ضوئي. [3] [48] ومن الأمثلة المهمة التبديل الضوئي بالكامل ، حيث يتم التحكم في توجيه الإشارات الضوئية مباشرة بواسطة إشارات ضوئية أخرى. [49] مثال آخر هو تحويل الطول الموجي الضوئي بالكامل. [50]

في عام 2013، كانت شركة ناشئة تدعى "Compass-EOS"، ومقرها كاليفورنيا وإسرائيل ، أول من قدم جهاز توجيه تجاري من السيليكون إلى الفوتونيات. [51]

الاتصالات طويلة المدى باستخدام فوتونيات السيليكون

يمكن أن تزيد الفوتونيات الدقيقة السليكونية من سعة عرض النطاق الترددي للإنترنت من خلال توفير أجهزة صغيرة الحجم ومنخفضة الطاقة للغاية. علاوة على ذلك، يمكن تقليل استهلاك الطاقة لمراكز البيانات بشكل كبير إذا تم تحقيق ذلك بنجاح. حاول الباحثون في ساندي ، [52] وكوتورا، وNTT ، وفوجيتسو ومعاهد أكاديمية مختلفة إثبات هذه الوظيفة. أفادت ورقة بحثية عام 2010 عن نموذج أولي لنقل 80 كم، 12.5 جيجابت/ثانية باستخدام أجهزة السيليكون ذات الحلقات الدقيقة. [53]

شاشات عرض مجال الضوء

اعتبارًا من عام 2015، تعمل شركة Magic Leap الناشئة الأمريكية على تطوير شريحة مجال الضوء باستخدام فوتونيات السيليكون لغرض عرض الواقع المعزز . [54]

الذكاء الاصطناعي

تم استخدام فوتونيات السيليكون في معالجات الاستدلال بالذكاء الاصطناعي التي تتمتع بكفاءة أكبر في استخدام الطاقة من تلك التي تستخدم الترانزستورات التقليدية. ويمكن القيام بذلك باستخدام مقاييس التداخل ماخ-زيندر (MZIs) التي يمكن دمجها مع أنظمة كهروميكانيكية نانوية لتعديل الضوء الذي يمر من خلالها، عن طريق ثني مقاييس التداخل ماخ-زيندر فعليًا مما يغير طور الضوء. [55] [56] [57]

الخصائص الفيزيائية

التوجيه البصري وتعديل التشتت

السيليكون شفاف للضوء تحت الأحمر بأطوال موجية تزيد عن حوالي 1.1 ميكرومتر. [58] يتمتع السيليكون أيضًا بمؤشر انكسار مرتفع للغاية ، يبلغ حوالي 3.5. [58] يسمح الاحتجاز البصري الضيق الذي يوفره هذا المؤشر المرتفع بوجود موجهات ضوئية مجهرية ، والتي قد يكون لها أبعاد مقطعية لا تتجاوز بضع مئات من النانومتر . [10] يمكن تحقيق الانتشار أحادي الوضع، [10] وبالتالي (مثل الألياف الضوئية أحادية الوضع ) القضاء على مشكلة التشتت النمطي .

إن تأثيرات الحدود العازلة القوية الناتجة عن هذا الاحتجاز الضيق تغير بشكل كبير علاقة التشتت البصري . من خلال تحديد هندسة الموجّه، من الممكن تصميم التشتت ليكون له الخصائص المرغوبة، وهو أمر ذو أهمية بالغة للتطبيقات التي تتطلب نبضات فائقة القصر. [10] على وجه الخصوص، يمكن التحكم عن كثب في تشتت سرعة المجموعة (أي مدى تغير سرعة المجموعة مع الطول الموجي). في السيليكون السائب عند 1.55 ميكرومتر، يكون تشتت سرعة المجموعة (GVD) طبيعيًا حيث تنتقل النبضات ذات الأطوال الموجية الأطول بسرعة مجموعة أعلى من تلك ذات الطول الموجي الأقصر. ومع ذلك، من خلال تحديد هندسة الموجّه المناسبة، من الممكن عكس ذلك، وتحقيق GVD شاذ ، حيث تنتقل النبضات ذات الأطوال الموجية الأقصر بشكل أسرع. [59] [60] [61] التشتت الشاذ له أهمية كبيرة، لأنه شرط أساسي لانتشار الانعزالية وعدم الاستقرار التعديلي . [62]

لكي تظل مكونات الفوتونيات السليكونية مستقلة بصريًا عن السيليكون السائب للرقاقة التي يتم تصنيعها عليها، فمن الضروري وجود طبقة من المواد الفاصلة. وعادةً ما تكون هذه المادة عبارة عن السيليكا ، والتي لها معامل انكسار أقل بكثير (حوالي 1.44 في منطقة الطول الموجي محل الاهتمام [63] )، وبالتالي فإن الضوء عند واجهة السليكون والسيليكا سوف يخضع (مثل الضوء عند واجهة السليكون والهواء) للانعكاس الداخلي الكلي ، ويبقى في السليكون. يُعرف هذا البناء باسم السيليكون على العازل. [4] [5] وقد سمي بهذا الاسم نسبةً إلى تقنية السيليكون على العازل في الإلكترونيات، حيث يتم بناء المكونات على طبقة من العازل من أجل تقليل السعة الطفيلية وبالتالي تحسين الأداء. [64] كما تم بناء فوتونيات السليكون باستخدام نتريد السيليكون كمادة في الموجهات الضوئية. [65] [66]

عدم خطية كير

يتمتع السيليكون بعدم خطية كير للتركيز ، حيث يزداد معامل الانكسار مع شدة الضوء. [10] هذا التأثير ليس قويًا بشكل خاص في السيليكون السائب، ولكن يمكن تعزيزه بشكل كبير باستخدام موجه سيليكون لتركيز الضوء في منطقة مقطعية صغيرة جدًا. [14] يسمح هذا برؤية التأثيرات البصرية غير الخطية عند قوى منخفضة. يمكن تعزيز عدم الخطية بشكل أكبر باستخدام موجه فتحة ، حيث يتم استخدام معامل الانكسار العالي للسيليكون لحصر الضوء في منطقة مركزية مملوءة ببوليمر غير خطي بقوة . [ 67]

تشكل اللاخطية كير أساسًا لمجموعة واسعة من الظواهر البصرية. [62] ومن الأمثلة على ذلك خلط الموجات الأربع ، والذي تم تطبيقه في السيليكون لتحقيق التضخيم البصري البارامترى ، [68] وتحويل الطول الموجي البارامترى، [50] وتوليد مشط التردد. [69] [70]

يمكن أن تتسبب اللاخطية كير أيضًا في عدم استقرار التعديل ، حيث تعمل على تعزيز الانحرافات عن الشكل الموجي البصري، مما يؤدي إلى توليد نطاقات جانبية طيفية وتفكك الشكل الموجي في النهاية إلى سلسلة من النبضات. [71] مثال آخر (كما هو موضح أدناه) هو انتشار السوليتون.

امتصاص الفوتونين

يظهر السيليكون امتصاصًا ثنائي الفوتون (TPA)، حيث يمكن لزوج من الفوتونات أن يعمل على إثارة زوج من الإلكترونات والفجوات . [10] ترتبط هذه العملية بتأثير كير، وبالقياس على مؤشر الانكسار المعقد ، يمكن اعتبارها الجزء التخيلي من اللاخطية المعقدة لكير. [10] عند طول موجة الاتصالات 1.55 ميكرومتر، يكون هذا الجزء التخيلي حوالي 10٪ من الجزء الحقيقي. [72]

إن تأثير TPA شديد الاضطراب، حيث يهدر الضوء ويولد حرارة غير مرغوب فيها . [73] ومع ذلك، يمكن التخفيف منه إما عن طريق التحول إلى أطوال موجية أطول (حيث تنخفض نسبة TPA إلى Kerr)، [74] أو باستخدام الموجهات الموجية ذات الفتحات (حيث تحتوي المادة غير الخطية الداخلية على نسبة TPA إلى Kerr أقل). [67] بدلاً من ذلك، يمكن استعادة الطاقة المفقودة من خلال TPA جزئيًا (كما هو موضح أدناه) عن طريق استخراجها من حاملات الشحنة الناتجة. [75]

تفاعلات حامل الشحنة الحرة

يمكن لحاملات الشحنة الحرة داخل السيليكون امتصاص الفوتونات وتغيير معامل الانكسار الخاص بها. [76] وهذا مهم بشكل خاص عند الكثافات العالية ولفترات طويلة، بسبب تركيز الناقل الذي يتم بناؤه بواسطة TPA. غالبًا ما يكون تأثير حاملات الشحنة الحرة غير مرغوب فيه (ولكن ليس دائمًا)، وقد تم اقتراح وسائل مختلفة لإزالتها. أحد هذه المخططات هو زرع السيليكون بالهيليوم من أجل تعزيز إعادة تركيب الناقل . [77] يمكن أيضًا استخدام اختيار مناسب للهندسة لتقليل عمر الناقل. تعمل الموجهات الموجية الضلعية (حيث تتكون الموجهات الموجية من مناطق أكثر سمكًا في طبقة أوسع من السيليكون) على تعزيز إعادة تركيب الناقل عند واجهة السيليكا والسيليكون وانتشار الناقلات من قلب الموجه. [78]

هناك مخطط أكثر تقدمًا لإزالة الناقل وهو دمج الموجة الموجهة في المنطقة الجوهرية لصمام ثنائي PIN ، والذي يكون منحازًا عكسيًا بحيث يتم جذب الناقلات بعيدًا عن قلب الموجة الموجهة. [79] وهناك مخطط أكثر تطورًا، وهو استخدام الصمام الثنائي كجزء من دائرة يكون فيها الجهد والتيار خارج الطور، مما يسمح باستخراج الطاقة من الموجة الموجهة. [75] مصدر هذه الطاقة هو الضوء المفقود بسبب امتصاص فوتونين، وبالتالي من خلال استعادة بعضه، يمكن تقليل الخسارة الصافية (والمعدل الذي يتم به توليد الحرارة).

كما ذكر أعلاه، يمكن أيضًا استخدام تأثيرات حامل الشحنة الحرة بشكل بناء، من أجل تعديل الضوء. [18] [19] [80]

اللاخطية من الدرجة الثانية

لا يمكن أن توجد اللاخطية من الدرجة الثانية في السيليكون السائب بسبب تماثل مركز البنية البلورية. ومع ذلك، من خلال تطبيق الضغط، يمكن كسر تماثل الانعكاس للسيليكون. يمكن الحصول على ذلك على سبيل المثال عن طريق ترسيب طبقة من نتريد السيليكون على فيلم سيليكون رقيق. [81] يمكن استغلال الظواهر غير الخطية من الدرجة الثانية للتعديل البصري ، والتحويل السلبي التلقائي ، والتضخيم البارامتر ، ومعالجة الإشارات الضوئية فائقة السرعة وتوليد الأشعة تحت الحمراء المتوسطة . ومع ذلك، يتطلب التحويل غير الخطي الفعال مطابقة الطور بين الموجات الضوئية المعنية. يمكن للموجهات غير الخطية من الدرجة الثانية القائمة على السيليكون المجهد تحقيق مطابقة الطور من خلال هندسة التشتت . [82] ومع ذلك، حتى الآن، تستند العروض التجريبية فقط على التصميمات التي لا تتوافق مع الطور . [83] وقد ثبت أنه يمكن الحصول على مطابقة الطور أيضًا في الموجهات الموجية ذات الفتحة المزدوجة المصنوعة من السيليكون المطلية بغلاف عضوي غير خطي للغاية [84] وفي الموجهات الموجية المصنوعة من السيليكون المجهدة بشكل دوري. [85]

تأثير رامان

يُظهِر السيليكون تأثير رامان ، حيث يتم تبادل فوتون بفوتون بطاقة مختلفة قليلاً، تتوافق مع إثارة أو استرخاء المادة. يهيمن على انتقال رامان للسيليكون ذروة تردد واحدة ضيقة للغاية، وهو ما يمثل مشكلة بالنسبة للظواهر ذات النطاق العريض مثل تضخيم رامان ، ولكنه مفيد للأجهزة ذات النطاق الضيق مثل ليزر رامان . [10] بدأت الدراسات المبكرة لتضخيم رامان وليزر رامان في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والتي أدت إلى عرض مكبرات رامان السيليكونية ذات الكسب الصافي وليزر رامان النبضي السيليكوني مع مرنان الألياف (Optics express 2004). وبالتالي، تم تصنيع ليزر رامان السيليكوني بالكامل في عام 2005. [42]

تأثير بريلوين

في تأثير رامان، يتم تحويل الفوتونات إلى اللون الأحمر أو الأزرق بواسطة الفونونات الضوئية بتردد يبلغ حوالي 15 تيراهرتز. ومع ذلك، تدعم الموجهات الموجية السيليكونية أيضًا إثارات الفونون الصوتية . يُطلق على تفاعل هذه الفونونات الصوتية مع الضوء اسم تشتت بريلوين . تعتمد ترددات وأشكال أنماط هذه الفونونات الصوتية على هندسة وحجم الموجهات الموجية السيليكونية، مما يجعل من الممكن إنتاج تشتت بريلوين قوي عند ترددات تتراوح من بضعة ميغا هرتز إلى عشرات الجيجاهرتز. [86] [87] تم استخدام تشتت بريلوين المحفز لصنع مكبرات بصرية ضيقة النطاق [88] [89] [90] بالإضافة إلى ليزر بريلوين المصنوع بالكامل من السيليكون. [43] تمت دراسة التفاعل بين الفوتونات والفونونات الصوتية أيضًا في مجال ميكانيكا بصرية للتجويف ، على الرغم من أن التجاويف الضوئية ثلاثية الأبعاد ليست ضرورية لمراقبة التفاعل. [91] على سبيل المثال، بالإضافة إلى الموجهات الموجية المصنوعة من السيليكون، تم إثبات الاقتران البصري الميكانيكي أيضًا في الألياف [92] وفي الموجهات الموجية المصنوعة من الكالكوجينيد. [93]

سوليتون

يمكن تقريب تطور الضوء من خلال الموجهات الموجية السليكونية باستخدام معادلة شرودنجر غير الخطية المكعبة ، [10] والتي تتميز بقبول حلول السوليتونات الشبيهة بـ sech . [94] تنشأ هذه السوليتونات الضوئية (المعروفة أيضًا في الألياف الضوئية ) من التوازن بين تعديل الطور الذاتي (الذي يتسبب في انزياح الحافة الأمامية للنبضة إلى اللون الأحمر وانزياح الحافة الخلفية إلى اللون الأزرق) وتشتت سرعة المجموعة الشاذ. [62] وقد لوحظت مثل هذه السوليتونات في الموجهات الموجية السليكونية، بواسطة مجموعات في جامعات كولومبيا ، [ 14] وروتشستر ، [15] وباث . [16]

انظر أيضا

مراجع

  1. ^ Soref, Richard A.; Lorenzo, Joseph P. (1986). "All-silicon active and passive directed-wave components for lambda= 1.3 and 1.6 microns". مجلة IEEE للإلكترونيات الكمومية . 22 (6): 873–879. Bibcode :1986IJQE...22..873S. doi :10.1109/JQE.1986.1073057. مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر 2020. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2019 .
  2. ^ جلالي، بهرام؛ فتحبور، ساسان (2006). "فوتونيات السيليكون". مجلة تكنولوجيا الموجات الضوئية . 24 (12): 4600-4615. رمز Bibcode :2006JLwT...24.4600J. doi :10.1109/JLT.2006.885782.
  3. ^ ab Almeida, VR; Barrios, CA; Panepucci, RR; Lipson, M (2004). "التحكم البصري الكامل في الضوء على شريحة السيليكون". Nature . 431 (7012): 1081–1084. Bibcode :2004Natur.431.1081A. doi :10.1038/nature02921. PMID  15510144. S2CID  4404067.
  4. ^ abcd فوتونيات السيليكون . سبرينغر . 2004. ISBN 3-540-21022-9.
  5. ^ abc فوتونيات السيليكون: مقدمة . جون وايلي وأولاده . 2004. ISBN 0-470-87034-6.
  6. ^ abc Lipson, Michal (2005). "توجيه وتعديل وإصدار الضوء على السيليكون - التحديات والفرص". مجلة تقنية الموجات الضوئية . 23 (12): 4222–4238. Bibcode :2005JLwT...23.4222L. doi :10.1109/JLT.2005.858225. S2CID  42767475.
  7. ^ ab "Silicon Integrated Nanophotonics". IBM Research. مؤرشف من الأصل في 9 أغسطس 2009. تم الاسترجاع في 14 يوليو 2009 .
  8. ^ ab "Silicon Photonics". Intel. مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2009. تم الاسترجاع في 14 يوليو 2009 .
  9. ^ SPIE (5 مارس 2015). "عرض تقديمي ليوري أ. فلاسوف في الجلسة العامة: الفوتونيات النانوية المتكاملة مع السيليكون: من العلوم الأساسية إلى التكنولوجيا القابلة للتصنيع". غرفة أخبار SPIE . doi :10.1117/2.3201503.15.
  10. ^ abcdefghi Dekker, R; Usechak, N; Först, M; Driessen, A (2008). "Ultrafast nonlinear all-optical processes in silicon-on-insulator waveguides" (PDF) . مجلة الفيزياء د . 40 (14): R249–R271. رمز Bibcode :2007JPhD...40..249D. doi :10.1088/0022-3727/40/14/r01. S2CID  123008652.
  11. ^ بوتشر، بول ن.؛ كوتر، ديفيد (1991). عناصر البصريات غير الخطية . مطبعة جامعة كامبريدج . رقم ISBN 0-521-42424-0.
  12. ^ Talebi Fard, Sahba; Grist, Samantha M.; Donzella, Valentina; Schmidt, Shon A.; Flueckiger, Jonas; Wang, Xu; Shi, Wei; Millspaugh, Andrew; Webb, Mitchell; Ratner, Daniel M.; Cheung, Karen C.; Chrostowski, Lukas (2013). "مستشعرات ضوئية سيليكونية خالية من العلامات للاستخدام في التشخيص السريري". في Kubby, Joel; Reed, Graham T (المحررون). Silicon Photonics VIII . المجلد 8629. ص 862909. doi :10.1117/12.2005832. S2CID  123382866.
  13. ^ دونزيلا، فالنتينا؛ شروالي، أحمد؛ فلوكيجر، جوناس؛ جريست، سامانثا م؛ فرد، صاحبا طالبي؛ كروستوفسكي، لوكاس (2015). "تصميم وتصنيع مرنانات حلقات صغيرة SOI بناءً على موجهات شبكية فرعية الطول الموجي". Optics Express . 23 (4): 4791–803. Bibcode :2015OExpr..23.4791D. doi : 10.1364/OE.23.004791 . PMID  25836514.
  14. ^ abc Hsieh, I.-Wei; Chen, Xiaogang; Dadap, Jerry I.; Panoiu, Nicolae C.; Osgood, Richard M.; McNab, Sharee J.; Vlasov, Yurii A. (2006). "التعديل الذاتي للطور النبضي فائق السرعة والتشتت من الدرجة الثالثة في الموجهات الموجية السلكية الفوتونية المصنوعة من السيليكون". Optics Express . 14 (25): 12380–12387. Bibcode :2006OExpr..1412380H. doi : 10.1364/OE.14.012380 . PMID  19529669.
  15. ^ ab Zhang, Jidong; Lin, Qiang; Piredda, Giovanni; Boyd, Robert W.; Agrawal, Govind P.; Fauchet, Philippe M. (2007). "الموجات الضوئية الانعزالية في موجه السيليكون". Optics Express . 15 (12): 7682–7688. Bibcode :2007OExpr..15.7682Z. doi : 10.1364/OE.15.007682 . PMID  19547096. S2CID  26807722.
  16. ^ ab Ding, W.; Benton, C.; Gorbach, AV; Wadsworth, WJ; Knight, JC; Skryabin, DV; Gnan, M.; Sorrel, M.; de la Rue, RM (2008). "Solitons and spectral broadening in long silicon-on-insulator photonic wires". Optics Express . 16 (5): 3310–3319. Bibcode :2008OExpr..16.3310D. doi : 10.1364/OE.16.003310 . PMID  18542420.
  17. ^ Soref, Richard A.; Bennett, Brian R. (1987). "Electrooptical effects in silicon". مجلة IEEE للإلكترونيات الكمومية . 23 (1): 123–129. رمز Bibcode :1987IJQE...23..123S. doi :10.1109/JQE.1987.1073206. مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر 2020. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2019 .
  18. ^ ab Barrios, CA; Almeida, VR; Panepucci, R.; Lipson, M. (2003). "التعديل الكهروضوئي لأجهزة الموجات الموجهة ذات الحجم دون الميكرومتر والمصنوعة من السيليكون على العازل". مجلة تكنولوجيا الموجات الضوئية . 21 (10): 2332–2339. Bibcode :2003JLwT...21.2332B. doi :10.1109/JLT.2003.818167.
  19. ^ ab Liu, Ansheng; Liao, Ling; Rubin, Doron; Nguyen, Hat; Ciftcioglu, Berkehan; Chetrit, Yoel; Izhaky, Nahum; Paniccia, Mario (2007). "التعديل البصري عالي السرعة القائم على استنزاف الناقل في موجه السيليكون". Optics Express . 15 (2): 660–668. Bibcode :2007OExpr..15..660L. doi : 10.1364/OE.15.000660 . PMID  19532289. S2CID  24984744.
  20. ^ تشن، لونج؛ بريستون، كايل؛ مانيباتروني، ساسيكانث؛ ليبسون، ميشال (2009). "الربط الفوتوني السيليكوني المتكامل بتردد جيجاهرتز مع أجهزة تعديل وكواشف بمقياس الميكرومتر". أوبتيكس إكسبريس . 17 (17): 15248–15256. أركسيف : 0907.0022 . رمز Bibcode : 2009OExpr..1715248C. doi : 10.1364/OE.17.015248. PMID  19688003. S2CID  40101121.
  21. ^ فانس، آشلي . "إنتل تزيد من سرعة اللعب بالرقائق من الجيل التالي". ذا ريجيستر. مؤرشف من الأصل في 4 أكتوبر 2012. تم الاسترجاع في 26 يوليو 2009 .
  22. ^ Shainline, JM; Orcutt, JS; Wade, MT; Nammari, K.; Moss, B.; Georgas, M.; Sun, C.; Ram, RJ; Stojanović, V.; Popović, MA (2013). "مُعدِّل بصري ببلازما حاملة في وضع الاستنفاد في CMOS متقدم ذي تغيير صفري". رسائل البصريات . 38 (15): 2657–2659. رمز Bibcode :2013OptL...38.2657S. doi :10.1364/OL.38.002657. PMID  23903103. S2CID  16603677.
  23. ^ "اختراق كبير في مجال فوتونيات السيليكون قد يسمح باستمرار النمو الأسّي في المعالجات الدقيقة". KurzweilAI. 8 أكتوبر 2013. مؤرشف من الأصل في 8 أكتوبر 2013. تم الاسترجاع في 8 أكتوبر 2013 .
  24. ^ Shainline, JM; Orcutt, JS; Wade, MT; Nammari, K.; Tehar-Zahav, O.; Sternberg, Z.; Meade, R.; Ram, RJ; Stojanović, V.; Popović, MA (2013). "معدلات بصرية من البولي سيليكون في وضع الاستنفاد في عملية أشباه الموصلات المعدنية التكميلية السائبة". رسائل البصريات . 38 (15): 2729–2731. رمز Bibcode :2013OptL...38.2729S. doi :10.1364/OL.38.002729. PMID  23903125. S2CID  6228126.
  25. ^ كوتشارسكي، د.؛ وآخرون (2010). "مستقبل بصري 10 جيجابت/ثانية 15 ميجاوات مع كاشف ضوئي متكامل من الجرمانيوم وذروة محث هجين في تكنولوجيا CMOS SOI 0.13 ميكرومتر". ملخص الأوراق الفنية لمؤتمر الدوائر ذات الحالة الصلبة (ISSCC) : 360-361.
  26. ^ Gunn, Cary; Masini, Gianlorenzo; Witzens, J.; Capellini, G. (2006). "فوتونيات CMOS باستخدام كواشف ضوئية من الجرمانيوم". معاملات ECS . 3 (7): 17–24. رمز Bibcode :2006ECSTr...3g..17G. doi :10.1149/1.2355790. S2CID  111820229.
  27. ^ فيفيان، لوران؛ روفيير، ماتيو؛ فيديلي، جان مارك؛ ماريس موريني، دلفين؛ داملينكور، جان فرانسوا؛ مانجيني، جولييت؛ كروزات، بول؛ الملحاوي، لبنى؛ كاسان، اريك. لو رو، كزافييه؛ باسكال، دانيال. لافال، سوزان (2007). "كاشف ضوئي للجرمانيوم عالي السرعة واستجابة عالية مدمج في دليل الموجات الدقيقة للسيليكون على العازل". البصريات اكسبريس . 15 (15): 9843-9848. بيب كود :2007OExpr..15.9843V. دوى : 10.1364/OE.15.009843 . بميد  19547334.
  28. ^ كانج، يمين؛ ليو، هان-دين؛ مورس، مايك؛ بانيشيا، ماريو جيه؛ زادكا، موشيه؛ ليتسكي، ستاس؛ ساريد، غادي؛ بوشارد، ألكسندر؛ كو، ينج-هاو؛ تشن، هوي-وين؛ زاوي، وسيم صفار؛ باورز، جون إي؛ بيلينج، أندرياس؛ ماكنتوش، ديون سي؛ تشنغ، شياوجوانج؛ كامبل، جو سي. (2008). "ثنائيات ضوئية أحادية من الجرمانيوم/السيليكون ذات ناتج مكسب-نطاق ترددي 340 جيجاهرتز". مجلة نيتشر فوتونيكس . 3 (1): 59-63. رمز Bibcode :2009NaPho...3...59K. doi :10.1038/nphoton.2008.247.
  29. ^ مودين، أوستن (8 ديسمبر 2008). "إنتل تعلن عن أسرع كاشف فوتوني سيليكوني في العالم". ذا ريجيستر. مؤرشف من الأصل في 10 أغسطس 2017. تم الاسترجاع في 10 أغسطس 2017 .
  30. ^ ناراسيمها، أ. (2008). "جهاز إرسال واستقبال بصري إلكتروني QSFP بسرعة 40 جيجابت/ثانية بتقنية السيليكون على العازل CMOS بسمك 0.13 ميكرومتر". وقائع مؤتمر اتصالات الألياف الضوئية (OFC) : OMK7. ISBN 978-1-55752-859-9. مؤرشف من الأصل في 16 أبريل 2023 . استرجاع 14 سبتمبر 2012 .
  31. ^ Doerr, Christopher R.; et al. (2015). "Silicon photonic integration in telecommunications". في Yamada, Koji (محرر). Photonic Integration and Photonics-Electronics Convergence on Silicon . المجلد 3. Frontiers Media SA. ص 7. Bibcode :2015FrP.....3...37D. doi : 10.3389/fphy.2015.00037 . {{cite book}}: |journal=تم تجاهله ( مساعدة )
  32. ^ أوركوت، جيسون؛ وآخرون (2016). فوتونيات السيليكون الأحادية بسرعة 25 جيجابت/ثانية . مؤتمر اتصالات الألياف الضوئية. OSA. ص. Th4H.1. doi :10.1364/OFC.2016.Th4H.1.
  33. ^ فريدريك، بوف؛ وآخرون (2015). التقدم الأخير في البحث والتطوير والتصنيع في مجال فوتونيات السيليكون على منصة رقاقة 300 مم . مؤتمر اتصالات الألياف الضوئية. OSA. ص. W3A.1. doi :10.1364/OFC.2015.W3A.1.
  34. ^ Meindl, JD (2003). "Beyond Moore's Law: the interconnect era". Computing in Science & Engineering . 5 (1): 20–24. Bibcode :2003CSE.....5a..20M. doi :10.1109/MCISE.2003.1166548. S2CID  15668981.
  35. ^ Barwicz, T.; Byun, H.; Gan, F.; Holzwarth, CW; Popovic, MA; Rakich, PT; Watts, MR; Ippen, EP; Kärtner, FX; Smith, HI; Orcutt, JS; Ram, RJ; Stojanovic, V.; Olubuyide, OO; Hoyt, JL; Spector, S.; Geis, M.; Grein, M.; Lyszczarz, T.; Yoon, JU (2006). "فوتونيات السيليكون للوصلات المدمجة الموفرة للطاقة". مجلة الشبكات البصرية . 6 (1): 63-73. Bibcode :2007JON.....6...63B. doi :10.1364/JON.6.000063. S2CID  10174513.
  36. ^ أوركوت، جيه إس؛ وآخرون (2008). عرض توضيحي لدائرة متكاملة فوتونية إلكترونية في عملية CMOS تجارية ضخمة . مؤتمر حول الليزر والبصريات الكهربائية/الإلكترونيات الكمومية وعلوم الليزر وتقنيات أنظمة التطبيقات الفوتونية.
  37. ^ "رابط فوتونيات السيليكون بسرعة 50 جيجابت في الثانية من إنتل: مستقبل الواجهات".
  38. ^ صن، تشين؛ وآخرون (2015). "معالج دقيق أحادي الشريحة يتواصل مباشرة باستخدام الضوء". نيتشر . 528 (7583): 534-538. رمز Bibcode :2015Natur.528..534S. doi :10.1038/nature16454. PMID  26701054. S2CID  205247044. مؤرشف من الأصل في 23 يونيو 2020. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2019 .
  39. ^ "فوتونيات السيليكون تتعثر عند المتر الأخير - IEEE Spectrum".
  40. ^ باورز، جون إي (2014). ليزر أشباه الموصلات على السيليكون . المؤتمر الدولي لأشباه الموصلات بالليزر عام 2014. معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات. ص 29.
  41. ^ "ليزر السيليكون الهجين – بحث منصة إنتل". إنتل. مؤرشف من الأصل في 28 يونيو 2009. تم الاسترجاع في 14 يوليو 2009 .
  42. ^ أب رونغ ، ح. ليو، أ؛ جونز، ر. كوهين، أوه؛ هاك ، د. نيكولايسكو، ر. فانغ، أ؛ بانيتشيا، م (2005). “ليزر رامان السيليكوني بالكامل”. طبيعة . 433 (7023): 292-294. بيب كود :2005Natur.433..292R. دوى :10.1038/nature03273. بميد  15635371. S2CID  4407228.
  43. ^ ab Otterstrom, Nils T.; Behunin, Ryan O.; Kittlaus, Eric A.; Wang, Zheng; Rakich, Peter T. (8 June 2018). "ليزر السيليكون بريلوين". Science . 360 (6393): 1113–1116. arXiv : 1705.05813 . Bibcode :2018Sci...360.1113O. doi :10.1126/science.aar6113. ISSN  0036-8075. PMID  29880687. S2CID  46979719.
  44. ^ بورغينو، داريو (13 ديسمبر 2012). "IBM تدمج البصريات والإلكترونيات على شريحة واحدة". Gizmag.com. مؤرشف من الأصل في 22 أبريل 2013. تم الاسترجاع في 20 أبريل 2013 .
  45. ^ سيمونيت، توم. "إنتل تكشف عن تقنية بصرية للقضاء على الكابلات النحاسية وجعل مراكز البيانات تعمل بشكل أسرع | مراجعة تكنولوجيا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا". Technologyreview.com. مؤرشف من الأصل في 5 سبتمبر 2013. تم الاسترجاع في 4 سبتمبر 2013 .
  46. ^ أوركوت، مايك (2 أكتوبر 2013) "يمكن للاتصالات البصرية القائمة على الجرافين أن تجعل الحوسبة أكثر كفاءة" محفوظ في 10 مايو 2021 على موقع واي باك مشين . مراجعة تكنولوجيا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا .
  47. ^ Analui, Behnam; Guckenberger, Drew; Kucharski, Daniel; Narasimha, Adithyaram (2006). "جهاز إرسال واستقبال ضوئي إلكتروني متكامل بالكامل بسرعة 20 جيجابت/ثانية ومنفذ بتقنية SOI CMOS قياسية 0.13 ميكرومتر". مجلة IEEE للدوائر ذات الحالة الصلبة . 41 (12): 2945–2955. Bibcode :2006IJSSC..41.2945A. doi :10.1109/JSSC.2006.884388. S2CID  44232146.
  48. ^ Boyraz, ÖZdal; Koonath, Prakash; Raghunathan, Varun; Jalali, Bahram (2004). "كل التبديل البصري وتوليد الاستمرارية في الموجهات الموجية السيليكونية". Optics Express . 12 (17): 4094–4102. Bibcode :2004OExpr..12.4094B. doi : 10.1364/OPEX.12.004094 . PMID  19483951. S2CID  29225037.
  49. ^ فلاسوف، يوري؛ جرين، ويليام إم جيه؛ شيا، فينجنيان (2008). "مفتاح عالي الإنتاجية غير حساس لطول الموجة من السيليكون النانوفوتوني للشبكات الضوئية على الشريحة". مجلة نيتشر فوتونيكس . 2 (4): 242-246. doi :10.1038/nphoton.2008.31.
  50. ^ ab Foster, Mark A.; Turner, Amy C.; Salem, Reza; Lipson, Michal ; Gaeta, Alexander L. (2007). "تحويل الطول الموجي المستمر ذي النطاق العريض في الموجات النانوية الموجية المصنوعة من السيليكون". Optics Express . 15 (20): 12949–12958. Bibcode :2007OExpr..1512949F. doi : 10.1364/OE.15.012949 . PMID  19550563. S2CID  12219167.
  51. ^ "بعد ست سنوات من التخطيط، تتنافس Compass-EOS مع Cisco لصنع أجهزة توجيه فائقة السرعة". venturebeat.com. 12 مارس 2013. مؤرشف من الأصل في 5 مايو 2013. تم الاسترجاع في 25 أبريل 2013 .
  52. ^ Zortman, WA (2010). "قياس عقوبة الطاقة واستخراج ترددات التردد في أجهزة تعديل الرنين المصنوعة من أقراص السيليكون الدقيقة". مؤتمر اتصالات الألياف الضوئية . ص. OMI7. doi :10.1364/OFC.2010.OMI7. ISBN 978-1-55752-885-8. S2CID  11379237.
  53. ^ Biberman, Aleksandr; Manipatruni, Sasikanth; Ophir, Noam; Chen, Long; Lipson, Michal; Bergman, Keren (2010). "أول عرض توضيحي لنقل البيانات لمسافات طويلة باستخدام مُعدّلات حلقات السيليكون الدقيقة". Optics Express . 18 (15): 15544–15552. Bibcode :2010OExpr..1815544B. doi : 10.1364/OE.18.015544 . PMID  20720934. S2CID  19421366.
  54. ^ بورزاك، كاثرين (11 يونيو 2015). "هل تستطيع ماجيك ليب أن تفعل ما تدعيه بمبلغ 592 مليون دولار؟". مراجعة تكنولوجيا معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. مؤرشف من الأصل في 14 يونيو 2015. تم الاسترجاع في 13 يونيو 2015 .
  55. ^ رامي، كارل. "الفوتونيات السليكونية لتسريع الذكاء الاصطناعي" (PDF) . hotchips.org . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2023 .
  56. ^ Ward-Foxton, Sally (24 أغسطس 2020). "الحوسبة البصرية تعد بأداء ذكاء اصطناعي يغير قواعد اللعبة". EE Times . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2023 .
  57. ^ Ward-Foxton, Sally (24 أغسطس 2020). "كيف تعمل الحوسبة البصرية؟". EE Times . تم الاسترجاع في 1 يوليو 2023 .
  58. ^ ab "Silicon (Si)". مختبر الأشعة تحت الحمراء متعدد الطبقات بجامعة ريدنج . مؤرشف من الأصل في 14 مايو 2016. تم الاسترجاع في 17 يوليو 2009 .
  59. ^ Yin, Lianghong; Lin, Q.; Agrawal, Govind P. (2006). "خياطة التشتت وانتشار السوليتون في الموجهات السليكونية". رسائل البصريات . 31 (9): 1295–1297. رمز Bibcode :2006OptL...31.1295Y. doi :10.1364/OL.31.001295. PMID  16642090. S2CID  43103486.
  60. ^ Turner, Amy C.; Manolatou, Christina; Schmidt, Bradley S.; Lipson, Michal; Foster, Mark A.; Sharping, Jay E.; Gaeta, Alexander L. (2006). "Tailored anomalous group-velocity dispersion in silicon channel waveguides". Optics Express . 14 (10): 4357–4362. Bibcode :2006OExpr..14.4357T. doi : 10.1364/OE.14.004357 . PMID  19516587. S2CID  41508892.
  61. ^ Talukdar, Tahmid H.; Allen, Gabriel D.; Kravchenko, Ivan; Ryckman, Judson D. (5 أغسطس 2019). "مقاييس التداخل الموجية السيليكونية المسامية أحادية الوضع مع عوامل احتواء الوحدة لاستشعار طبقة السطح شديدة الحساسية". Optics Express . 27 (16): 22485–22498. Bibcode :2019OExpr..2722485T. doi : 10.1364/OE.27.022485 . ISSN  1094-4087. OSTI  1546510. PMID  31510540.
  62. ^ abc Agrawal, Govind P. (1995). Nonlinear fiber optics (2nd ed.). سان دييغو (كاليفورنيا): Academic Press. ISBN 0-12-045142-5.
  63. ^ Malitson, IH (1965). "مقارنة بين العينات لمعامل الانكسار للسيليكا المنصهرة". مجلة الجمعية البصرية الأمريكية . 55 (10): 1205–1209. Bibcode :1965JOSA...55.1205M. doi :10.1364/JOSA.55.001205.
  64. ^ Celler, GK; Cristoloveanu, Sorin (2003). "Frontiers of silicon-on-insulator". مجلة الفيزياء التطبيقية . 93 (9): 4955. Bibcode :2003JAP....93.4955C. doi :10.1063/1.1558223.
  65. ^ "فوتونيات السيليكون: نتريد السيليكون مقابل السيليكون على العازل". مارس 2016. ص 1-3.
  66. ^ بلومنثال ، دانييل ج. هايدمان، رينيه. جوزبروك، دوي؛ لينس، آرني؛ رولوفزين ، كريس (2018). “نيتريد السيليكون في الضوئيات السيليكون”. وقائع IEEE . 106 (12): 2209-2231. دوى :10.1109/JPROC.2018.2861576.
  67. ^ ab Koos, C; Jacome, L; Poulton, C; Leuthold, J; Freude, W (2007). "موجهات موجية غير خطية من السيليكون على العازل لمعالجة الإشارات الضوئية بالكامل". Optics Express . 15 (10): 5976–5990. Bibcode :2007OExpr..15.5976K. doi :10.1364/OE.15.005976. hdl : 10453/383 . PMID  19546900. S2CID  7069722.
  68. ^ فوستر، ما؛ تيرنر، أيه سي؛ شاربينج، جيه إي؛ شميدت، بي إس؛ ليبسون، إم؛ جيتا، إيه إل (2006). "الكسب البارامتري البصري عريض النطاق على شريحة فوتونية سيليكونية". نيتشر . 441 (7096): 960–3. رمز Bibcode :2006Natur.441..960F. doi :10.1038/nature04932. PMID  16791190. S2CID  205210957.
  69. ^ جريفيث، أوستن جي؛ لاو، ريان كيه دبليو؛ كارديناس، جايمي؛ أوكواشي، يوشيتومو؛ موهانتي، أسيما؛ فاين، رومي؛ لي، يون هو دانيال؛ يو، منجي؛ فاري، كريستوفر تي؛ بويتراس، كارل بي؛ جيتا، ألكسندر إل؛ ليبسون، ميشال (24 فبراير 2015). "توليد مشط التردد تحت الأحمر المتوسط ​​باستخدام رقاقة السيليكون". نيتشر كوميونيكيشنز . 6 : 6299. arXiv : 1408.1039 . Bibcode :2015NatCo...6.6299G. doi :10.1038/ncomms7299. PMID  25708922. S2CID  1089022.
  70. ^ كويكن ، بارت. إيدغوتشي، تاكورو؛ هولزنر، سيمون. يان، مينغ؛ هانش، تيودور دبليو؛ فان كامبنهاوت، يوريس؛ فيرهين، بيتر؛ كوين، ستيفان؛ ليو فرانسوا. بيتس، رويل؛ رولكينز، غونتر؛ بيكيه ، ناتالي (20 فبراير 2015). “مشط ذو تردد متوسط ​​للأشعة تحت الحمراء ممتد بأوكتاف تم إنشاؤه في دليل موجي سلكي من السيليكون النانوي”. اتصالات الطبيعة . 6 : 6310. أرخايف : 1405.4205 . بيب كود :2015NatCo...6.6310K. دوى :10.1038/ncomms7310. بمك 4346629 . بميد  25697764. 
  71. ^ Panoiu, Nicolae C.; Chen, Xiaogang; Osgood Jr., Richard M. (2006). "عدم استقرار التعديل في الأسلاك النانوية الفوتونية السيليكونية". Optics Letters . 31 (24): 3609–11. Bibcode :2006OptL...31.3609P. doi :10.1364/OL.31.003609. PMID  17130919.
  72. ^ Yin, Lianghong; Agrawal, Govind P. (2006). "Impact of two-photon absorption on self-phase modulation in silicon waveguides: Free-carrier effects". Optics Letters . 32 (14): 2031–2033. Bibcode :2007OptL...32.2031Y. doi :10.1364/OL.32.002031. PMID  17632633. S2CID  10937266.
  73. ^ نيكبين، داريوس (20 يوليو 2006). "فوتونيات السيليكون تحل "مشكلتها الأساسية"". IOP publishing. مؤرشف من الأصل في 31 مايو 2008. تم الاسترجاع في 27 يوليو 2009 .
  74. ^ Rybczynski, J.; Kempa, K.; Herczynski, A.; Wang, Y.; Naughton, MJ; Ren, ZF; Huang, ZP; Cai, D.; Giersig, M. (2007). "امتصاص الفوتونين ومعاملات كير للسيليكون لمسافة 850– 2,200 nmi (4,100 km)". رسائل الفيزياء التطبيقية . 90 (2): 191104. رمز Bibcode :2007ApPhL..90b1104R. doi :10.1063/1.2430400. S2CID  122887780.
  75. ^ ab Tsia, KM (2006). حصاد الطاقة في مكبرات رامان السيليكونية . المؤتمر الدولي الثالث لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات حول الفوتونيات المجموعة الرابعة.
  76. ^ Soref, R.; Bennett, B. (1987). "Electrooptical Effects in Silicon". مجلة IEEE للإلكترونيات الكمومية . 23 (1): 123–129. Bibcode :1987IJQE...23..123S. doi :10.1109/JQE.1987.1073206. مؤرشف من الأصل في 2 ديسمبر 2020. تم الاسترجاع في 2 يوليو 2019 .
  77. ^ Liu, Y.; Tsang, HK (2006). "الامتصاص غير الخطي وكسب رامان في الموجات الموجية السيليكونية المزروعة بأيونات الهيليوم". Optics Letters . 31 (11): 1714–1716. Bibcode :2006OptL...31.1714L. doi :10.1364/OL.31.001714. PMID  16688271.
  78. ^ Zevallos l., Manuel E.; Gayen, SK; Alrubaiee, M.; Alfano, RR (2005). "Lifetime of photogenerated carriers in silicon-on-insulator rib waveguides". Applied Physics Letters . 86 (1): 071115. Bibcode :2005ApPhL..86a1115Z. doi :10.1063/1.1846145. S2CID  37590490.
  79. ^ جونز، ريتشارد؛ رونغ، هايشنغ؛ ليو، أنشنغ؛ فانغ، ألكسندر دبليو؛ بانيشيا، ماريو جيه؛ هاك، داني؛ كوهين، أوديد (2005). "الكسب البصري للموجة المستمرة الصافية في موجه موجِّه منخفض الخسارة من السيليكون على العازل بواسطة التشتت الرامان المحفز". أوبتيكس إكسبريس . 13 (2): 519-525. رمز Bibcode : 2005OExpr..13..519J. doi : 10.1364/OPEX.13.000519 . PMID  19488380. S2CID  6804621.
  80. ^ Manipatruni, Sasikanth; et al. (2007). "مُعدل ضوئي كهربائي عالي السرعة بحلقة سيليكون دقيقة 18 جيجابت/ثانية لحقن الناقل". LEOS 2007 - وقائع مؤتمر الاجتماع السنوي لجمعية الليزر والكهرباء الضوئية التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . ص 537-538. doi :10.1109/leos.2007.4382517. ISBN 978-1-4244-0924-2. S2CID  26131159.
  81. ^ جاكوبسن ، رون س. أندرسن، كارين ن.؛ بوريل، بيتر الأول. فاج بيدرسن، يعقوب؛ فراندسن، لارس ه.؛ هانسن، أولي. كريستنسن، مارتن؛ لافرينينكو، أندريه ف.؛ مولان، جيد؛ أوو هايان. بوشيريت، كريستوف؛ زسيغري، بياتا؛ بجاركليف، أندرس (2006). “السيليكون المتوتر كمادة كهروضوئية جديدة”. طبيعة . 441 (7090): 199–202. بيب كود :2006Natur.441..199J. دوى :10.1038/nature04706. ISSN  0028-0836. بميد  16688172. S2CID  205210888.
  82. ^ Avrutsky, Ivan; Soref, Richard (2011). "Phase-matched sum frequency generation in strained silicon waveguides using their second-order nonlinear optical susceptibility". Optics Express . 19 (22): 21707–16. Bibcode :2011OExpr..1921707A. doi : 10.1364/OE.19.021707 . ISSN  1094-4087. PMID  22109021.
  83. ^ كازانيلي ، م. بيانكو، F.؛ بورجا، إي. باكر، G.؛ جولينيان، م.؛ ديجولي، إي. لوبي، إي. فينيارد، V.؛ أوسيسيني، S .؛ مودوتو، د.؛ وابنيتز، س.؛ بيروبون، ر.؛ بافيسي، ل. (2011). “الجيل التوافقي الثاني في أدلة الموجات السيليكونية المتوترة بواسطة نيتريد السيليكون”. مواد الطبيعة . 11 (2): 148-154. بيب كود :2012NatMa..11..148C. دوى :10.1038/نمات3200. اتش دي ال : 11379/107111 . ISSN  1476-1122. بميد  22138793.
  84. ^ Alloatti, L.; Korn, D.; Weimann, C.; Koos, C.; Freude, W.; Leuthold, J. (2012). "Second-order nonlinear silicon-organic hybrid waveguides". Optics Express . 20 (18): 20506–15. Bibcode :2012OExpr..2020506A. doi : 10.1364/OE.20.020506 . ISSN  1094-4087. PMID  23037098. مؤرشف من الأصل في 29 فبراير 2020. تم الاسترجاع 2 يوليو 2019 .
  85. ^ Hon, Nick K.; Tsia, Kevin K.; Solli, Daniel R.; Jalali, Bahram (2009). "Periodically polared silicon". رسائل الفيزياء التطبيقية . 94 (9): 091116. arXiv : 0812.4427 . Bibcode :2009ApPhL..94i1116H. doi :10.1063/1.3094750. ISSN  0003-6951. S2CID  28598739.
  86. ^ Rakich, Peter T.; Reinke, Charles; Camacho, Ryan; Davids, Paul; Wang, Zheng (30 January 2012). "Giant Enhancement of Stimulated Brillouin Scattering in the Subwavelength Limit". Physical Review X. 2 ( 1): 011008. Bibcode :2012PhRvX...2a1008R. doi : 10.1103/PhysRevX.2.011008 . hdl : 1721.1/89020 . ISSN  2160-3308.
  87. ^ شين، هيديوك؛ كيو، وينجون؛ جاريكي، روبرت؛ كوكس، جوناثان أ؛ أولسون، روي هـ؛ ستارباك، أندرو؛ وانج، زينج؛ راكيش، بيتر ت. (ديسمبر 2013). "التشتت المحفز القابل للتخصيص لبريولين في الموجات الموجية السيليكونية النانوية". نيتشر كوميونيكيشنز . 4 (1): 1944. arXiv : 1301.7311 . Bibcode :2013NatCo...4.1944S. doi :10.1038/ncomms2943. ISSN  2041-1723. PMC 3709496. PMID 23739586  . 
  88. ^ Kittlaus, Eric A.; Shin, Heedeuk; Rakich, Peter T. (1 July 2016). "تضخيم بريلوين الكبير في السيليكون". Nature Photonics . 10 (7): 463–467. arXiv : 1510.08495 . Bibcode :2016NaPho..10..463K. doi :10.1038/nphoton.2016.112. ISSN  1749-4885. S2CID  119159337.
  89. ^ فان لير، رافائيل؛ كويكن، بارت؛ فان ثورهوت، دريس؛ بيتس، رويل (1 مارس 2015). "التفاعل بين الضوء والصوت الفائق الضيق للغاية في سلك نانوي فوتوني من السيليكون". مجلة نيتشر فوتونيكس . 9 (3): 199-203. أركسيف : 1407.4977 . رمز Bibcode : 2015NaPho...9..199V. doi : 10.1038/nphoton.2015.11. ISSN  1749-4885. S2CID  55218097.
  90. ^ فان لير، رافائيل؛ بازين، ألكسندر؛ كويكين، بارت؛ بيتس، رويل؛ ثورهوت، دريس فان (1 يناير 2015). "مكسب بريلوين الصافي على الشريحة بناءً على أسلاك السيليكون النانوية المعلقة". مجلة الفيزياء الجديدة . 17 (11): 115005. arXiv : 1508.06318 . رمز Bibcode : 2015NJPh...17k5005V. doi : 10.1088/1367-2630/17/11/115005. ISSN  1367-2630. S2CID  54539825.
  91. ^ فان لير، رافائيل؛ بايتس، رويل؛ فان ثورهوت، دريس (20 مايو 2016). "توحيد تشتت بريلون وميكانيكا بصرية للتجويف". المراجعة الفيزيائية أ . 93 (5): 053828. arXiv : 1503.03044 . رمز Bibcode : 2016PhRvA..93e3828V. doi : 10.1103/PhysRevA.93.053828. S2CID  118542296.
  92. ^ Kobyakov, Andrey; Sauer, Michael; Chowdhury, Dipak (31 March 2010). "Stimulated Brillouin Stratching in optical fibers". Advances in Optics and Photonics . 2 (1): 1. Bibcode :2010AdOP....2....1K. doi :10.1364/AOP.2.000001. ISSN  1943-8206.
  93. ^ ليفي، شاهار؛ ليوبين، فيكتور؛ كليبانوف، ماتفي؛ شوير، جاكوب؛ زادوك، آفي (15 ديسمبر 2012). "تضخيم تشتت بريلون المحفز في موجهات الكالكوجينيد المكتوبة مباشرة بطول سنتيمتر". رسائل البصريات . 37 (24): 5112-4. رمز Bibcode :2012OptL...37.5112L. doi :10.1364/OL.37.005112. ISSN  1539-4794. PMID  23258022. S2CID  11976822.
  94. ^ Drazin, PG & Johnson, RS (1989). Solitons: an introduction . Cambridge University Press . ISBN 0-521-33655-4.
تم الاسترجاع من "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=فوتونيات_السيليكون&oldid=1252714821"
Original text
Rate this translation
Your feedback will be used to help improve Google Translate