Realizzazione e caratterizzazione di IR-OLED

I sistemi di materiali chiave nella componentistica della comunicazione ottica includono le fibre di silice, la silice su Silicio, il Silicio su isolante, l’ossido di nitruro e di Silicio, i solgels, i polimeri, i dielettrici a film sottile, il niobato di Litio, il fosfuro di Indio, l’arseniuro di Gallio, i materiali magneto-ottici e i cristalli birifrangenti.

La tecnologia delle fibre di silice è la più affermata in merito all’ottica guidata; considera le fibre fuse, le fibre drogate, le fibre configurate ed è usata per i laser, gli amplificatori, i controllori di polarizzazione, gli accoppiatori, i filtri, gli interruttori, gli attenuatori, i compensatori di dispersione.

La tecnologia silice su Silicio è una tecnologia planare largamente usata e coinvolge strati di silice cresciuti su substrato di Silicio tramite CVD o idrolisi (processi lunghi e performati ad alte temperature). Gli strati depositati hanno un alto livello di stress risultante nel piegamento del wafer, che a sua volta si traduce in un disallineamento tra la guida e le fibre.

Tale problema si risolve crescendo un equivalente layer stack sulla parte posteriore del wafer, incrementando così il tempo di crescita e riducendo il throughput; in realtà nonostante si allevi il piegamento del wafer lo stress rimane causando perdite di scattering indotte da stress e dipendenza da polarizzazione.

La tecnologia Silicio su isolante (SOI) permette tempi di inversione più veloci e rese più alte. Il substrato di partenza è un wafer di Silicio con un layer di silice sepolta; un core rib è configurato su un top layer di Silicio e un layer di overcladding in silice è il solo materiale di guida d’onda che deve essere cresciuto. La struttura della guida deve essere un rib (<0.25 μm per una guida monomodale) per via dell’alto contrasto d’indice tra la silice e il Silicio. A causa dell’asimmetria del modo di guida del rib, le perdite di accoppiamento della fibra e la dipendenza dalla polarizzazione sono alte rispetto a quelle di una guida con un’ottimale differenza di indice.

La grande differenza d’indice di rifrazione tra il core della guida e il core della fibra implica una perdita per riflessione alla Fresnel di 1.5 dB per chip, che si può eliminare con i rivestimenti antiriflesso. Il disallineamento modale e di indice di rifrazione tra codeste guide di Silicio e la fibra in silice ha ostacolato il successo commerciale della medesima tecnologia.

La tecnologia sull’ossido di nitruro e di Silicio (SiON) è di tipo planare ed usa un mantello di con n = 1.45 e un core tunabile tra e con n = 2. Essa sfrutta una CVD a bassa pressione o una plasma CVD, che richiedono un tempo di crescita dell’ordine dei giorni. La struttura guidante è un rib o un ridge per via dell’alto contrasto di indice usato per ridurre il raggio di curvatura nella circuiteria ottica.

A causa dell’asimmetria del modo di guida del rib, le perdite di accoppiamento della fibra e la dipendenza dalla polarizzazione sono alte rispetto a quelle di una guida con un’ottimale differenza di indice. A basso contrasto d’indice, il materiale del core è la e la perdita di trasmissione può essere più bassa di 0.1 dB/cm; poiché il contrasto d’indice aumenta e il core diventa di tipo , quantità eccessive di Idrogeno sono introdotte con le tecniche di crescita corrente, aumentando le perdite di trasmissione.