Physics 版 (精华区)

发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 光互连和光交换(2)
发信站: 哈工大紫丁香 (Mon May 19 22:02:12 2003) , 转信

发信站: 鼓浪听涛  


    开关节点列阵是光互连交换网络中的又一关键器件，早期常用的液晶开关由于反

应速度慢，无法适应信号高速传输的需要，因而不能用来制作高速光互连交换网络中

的开关节点列阵。

    目前的自由空间光互连交换网络中，开关节点列阵器件大都使用多量子阱效应器件

最早出现的是自电光效应器件(SEED)，它产生于对光双稳态的研究，这种器件利用了量

子受限Stark效应(QCSE)。第一个SEED为一个电阻串联一个p-i-n量子阱二极管，称为电

阻偏置SEED(R-SEED)，通过用光电二极管替换电阻，便制成了双稳器件D-SEED，并由此

研制出了第一个集成的SEED列阵器件。另一种器件用光三极管来作为负载，称为T-SEED

如果负载二极管为另一完全相同的量子阱二极管，就构成对称自电光效应器件(S-SEED)

它是一种双稳器件，S-SEED单元一般是反射式的。一典型的S-SEED器件工作波长849nm，

偏压15V时光输出对比度约5:1；工作波长847.7-850.4nm时对比度至少为3:1。器件具有

双稳特性的最低偏压为10V。在15V工作时，为了使器件从一个稳态向另一个稳态转化，

入射光能量必须至少为2.5pJ，15V工作时器件能耗约为1.2pJ，单元S-SEED器件的开关速

度可达33ps。

    但S-SEED器件仍存在不少弱点，如功耗还很大(几个pJ)，工作偏压还是太高(约15V)，


必须工作于零场激子吸收峰对应的波长附近(约850nm)，工作波长范围较窄 (约几个nm)

等。场效应晶体管偏置SEED，即FET-SEED 可以克服这些弱点。

FET-SEED工作时，一个弱的光照射到光二极管上，产生一光电流，从而使FET栅极电压

变为零，使FET关闭，p-i-n二极管被反向偏压，量子阱二极管吸收变弱，光输出变强。于


是用一个小的光强控制了一个大得多的光强，其增益系数约为25。由于利用了FET的开关性


质，光输入端所需的光能大为减小，约为100fJ。

    由于FET-SEED器件的制作采用光电混合的单片集成工艺，工艺比较复杂，在制作功能


更强的智能型节点时，具体实现时很因难。这两年人们开始转向采用CMOS集成节点的逻辑


电路部分，再将其与SEED芯片进行“倒装焊”(flip-chip-bonded)的方法来制作开关节点


列阵，这样就可以充分利用已十分成熟的CMOS集成技术来完成复杂的开关节点逻辑，同时


又避开了单片集成的难点，很可能会导致自由空间光学互连交换网络的迅速实用化。



--

※ 来源:．哈工大紫丁香 http://bbs.hit.edu.cn [FROM: 202.118.229.86]