Công Nghệ Mạch Tích Hợp Quang Tử Mạch

Công Nghệ Mạch Tích Hợp Quang Tử Mạch Tích Hợp Quang Tử (còn được gọi là PIC), là một mạch tích hợp phức tạp bao gồm nhiều thiết bị quang học để tạo thành một mạch quang tử duy nhất. Sự khác biệt chính giữa PIC và IC Điện tử là PIC tương đương với Mạch Tích Hợp Điện tử. Nhiều thiết bị quang học như khuếch đại quang, bộ đa kênh, bộ chia kênh, laser quang, giảm tín hiệu và cả bộ cảm biến được tích hợp vào Mạch Tích Hợp Quang Tử. Đối với một hoạt động quy mô lớn của thiết bị như vậy, hàng ngàn thiết bị quang học sẽ được tích hợp vào thiết bị.

Trong một PIC, các tín hiệu được gửi đi bằng cách chồng chất chúng lên bước sóng thường nằm trong khoảng giữa phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Khoảng sóng thường nằm giữa 800 nanomet và 1700 nanomet.

 Năm 2005, trong quá trình phát triển ánh sáng laser qua silic trong một mạch tích hợp điện tử, đã xảy ra vấn đề với nhiễu lượng tử gây ngăn chặn việc tạo ra. Vấn đề này đã dễ dàng được vượt qua bằng mạch tích hợp quang tử, mà dễ dàng tạo ra ánh sáng laser và còn ở một băng thông cao hơn, trong mạch với một nền tảng duy nhất. Do đó, sự quan trọng của PIC đã được nhận biết.

1. Vật liệu sử dụng:

• IC điện tử: Sử dụng chủ yếu silic và vật liệu bán dẫn.
• PIC: Vật liệu chế tạo phụ thuộc vào chức năng thiết bị, có thể là hỗn hợp của silic trên silic, silic trên cách điện, polymer, vật liệu bán dẫn như Gallium Arsenide (GaAs) và Indium Phosphide (InP).

2. Thiết bị chính trong quá trình chế tạo:

• IC điện tử: Sử dụng bóng bán dẫn chủ yếu.
• PIC: Không có thiết bị cụ thể nào chiếm ưu thế trong quá trình chế tạo. Thiết bị được chế tạo phụ thuộc vào ứng dụng, bao gồm đèn laser, cảm biến, bộ chia nguồn và nhiều chức năng khác.

3. Phương pháp chế tạo:

• IC điện tử và PIC: Sử dụng các phương pháp photolithographic để etsơ và pha lớp vật liệu.

4. Phương pháp tích hợp quang:

• PIC: Có hai loại chính: Tích hợp Quang phổ cập và Tích hợp Quang đồng mảnh, mỗi loại có đặc điểm và ứng dụng riêng.

5. Ứng dụng của PIC:

• Sử dụng rộng rãi trong truyền thông sợi quang, y học, cảm biến quang học, và tính toán quang học.

6. Ưu điểm của PIC:

• Hệ thống nhỏ gọn, rời rạc, cải thiện hiệu suất so với hệ thống truyền thống.
• Có thể tích hợp với mạch điện tử cơ bản, tăng tính linh hoạt và ứng dụng.

7. Tương lai của công nghệ:

• Đang phát triển để trở thành công nghệ phổ biến, chi phí thấp và hiệu suất cao, có thể thay thế một số IC điện tử.

8. Hướng phát triển tiềm năng:

• Có thể kết hợp cả điện tử và quang học trong một vi mạch.