光电子集成电路的光电子集成电路简述

核心提示把光器件和电子器件集成在同一基片上的集成电路。简称OEIC。按功能分主要有电光发射集成电路和光电接收集成电路。前者是由电光驱动电路、有源光发射器件、导波光路、光隔离器、光调制器和光开关等组成;后者是由光滤波器、光放大器、光-电转换器以及相应

把光器件和电子器件集成在同一基片上的集成电路。简称OEIC。按功能分主要有电光发射集成电路和光电接收集成电路。前者是由电光驱动电路、有源光发射器件、导波光路、光隔离器、光调制器和光开关等组成;后者是由光滤波器、光放大器、光-电转换器以及相应的接收电路和器件集合而成。光电子集成电路从结构上可分为单片集成型和混合集成型两类。

前者是把光和电功能的器件都集成在单片上;后者则侧重光学元件的集成,然后再引入相应电路的电子器件。

光电子集成电路的优点是器件之间拼接紧凑,既能减弱因互连效应引起的响应延迟和噪声,从而提高传递信息的容量和高保真度,又能使器件微型化,便于信息工程的应用。

Si基光电子集成是集成电路研究的一个重要方向,由于硅加工工艺和CMOS电路工艺极其成熟,硅基集成光学的研究主要集中在三个方面:

(1)SiO2光波导回路;

(2)SiGe(锗硅合金)/Si光波导器件;

(3)SOI光波导器件。

SiO2光波导回路利用在SiO2中掺杂实现波导结构,由于它与光纤的结构相似,且波导损耗小,因而被广泛应用。然而SiO2光波导技术与Si的集成电路工艺不完全兼容,限制了SiO2光波导在光电集成方面的应用。

3SOI材料优越性

SOI材料用于光波导器件有许多优越性:

1、与Si工艺兼容,便于电子和光子集成;

2、能制作三维结构,可大规模集成;

3、损耗小,具有良好的波导特性;

4、用于光互连,光学回路的运算速度比电子回路快104倍;

5、抗辐射,能在空间或军事上应用。

就我个人而言,对集成电路的认识并不是很深刻,模拟电路和数字电路也都是学过的。就单门课程特点而言,模拟电路在意的是各类电子元器件之间的联系,信号得到的为更具体的数值(比如放大器之类),而数字电路则是基本成型IC(如加减法器,运放,多路复用器和存储器)通过逻辑运算关系的相关来实现功能,其主要态为“0”、“1”(比如计算机二进制并不需要准确的数值,只需要一个态的判断),从电路组成看来,数字电路相对清晰,抗干扰能力要强上一些。

而对于题中所说的集成光路,也就是集成光学之类的吧,虽然我并没有见到有相关的分类,但是个人觉得,还是应该在全光领域讲这个,如果存在光电转换的状态,直接用数字或者模拟电路就解决题主所烦恼的分类问题,至于全光,则是不存在光电的转换过程,完全由光来控制光,是几十年前就提出的一种理论模型。

而对于现在的微纳光学器件的集成,并不能像已经很成熟的集成电路一样,因为全光器件还是处于一个缺失的状态,全光逻辑门,全光存储,全光开关等,都并无大规模的生产。

如果硬要套上,各类全光逻辑门,全光存储和光开关算是集成光学数字时代发展的先驱吧;而掺饵放大器之类的,光波导的组合,各类集成形式的光干涉仪,波分复用装置,算是模拟光路的先驱吧。

 
友情链接
鄂ICP备19019357号-22