ଫଟୋନିକ୍ ସମନ୍ୱିତ ସର୍କିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରଣାଳୀର ତୁଳନା

ଫଟୋନିକ୍ ସମନ୍ୱିତ ସର୍କିଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରଣାଳୀର ତୁଳନା
ଚିତ୍ର 1 ଦୁଇଟି ସାମଗ୍ରୀ ପ୍ରଣାଳୀ, ଇଣ୍ଡିୟମ୍ ଫସଫରସ୍ (InP) ଏବଂ ସିଲିକନ୍ (Si) ର ତୁଳନା ଦର୍ଶାଉଛି। ଇଣ୍ଡିୟମ୍ ର ବିରଳତା InP କୁ Si ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ମହଙ୍ଗା ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ। କାରଣ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ସର୍କିଟ୍‌ଗୁଡ଼ିକରେ କମ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ସର୍କିଟ୍‌ର ଉତ୍ପାଦନ ସାଧାରଣତଃ InP ସର୍କିଟ୍‌ ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ହୋଇଥାଏ। ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ସର୍କିଟ୍‌ରେ, ଜର୍ମାନିୟମ୍ (Ge), ଯାହା ସାଧାରଣତଃ କେବଳ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।ଫଟୋଡିଟେକ୍ଟର(ଲାଇଟ୍ ଡିଟେକ୍ଟର୍) ପାଇଁ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଆବଶ୍ୟକ, ଯେତେବେଳେ InP ସିଷ୍ଟମରେ, ନିଷ୍କ୍ରିୟ ତରଙ୍ଗଗାଇଡ୍ ମଧ୍ୟ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧି ଦ୍ୱାରା ପ୍ରସ୍ତୁତ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ। ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ବୃଦ୍ଧିରେ ଏକକ ସ୍ଫଟିକ ବୃଦ୍ଧି ଅପେକ୍ଷା ଅଧିକ ତ୍ରୁଟି ଘନତା ଥାଏ, ଯେପରିକି ଏକ ସ୍ଫଟିକ ଇନଗଟ୍ ରୁ। InP ତରଙ୍ଗଗାଇଡ୍ କେବଳ ଟ୍ରାନ୍ସଭର୍ସରେ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିସରଣ ସୂଚକାଙ୍କ ବିପରୀତ ଥାଏ, ଯେତେବେଳେ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ତରଙ୍ଗଗାଇଡ୍ ଉଭୟ ଟ୍ରାନ୍ସଭର୍ସ ଏବଂ ଲମ୍ବରେ ଉଚ୍ଚ ପ୍ରତିସରଣ ସୂଚକାଙ୍କ ବିପରୀତ ଥାଏ, ଯାହା ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକୁ ଛୋଟ ବଙ୍କିବା ରେଡିଆଇ ଏବଂ ଅନ୍ୟାନ୍ୟ ଅଧିକ କମ୍ପାକ୍ଟ ଗଠନ ହାସଲ କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ। InGaAsP ର ଏକ ସିଧାସଳଖ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଗ୍ୟାପ୍ ଅଛି, ଯେତେବେଳେ Si ଏବଂ Ge ର ନାହିଁ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, InP ସାମଗ୍ରୀ ସିଷ୍ଟମଗୁଡ଼ିକ ଲେଜର ଦକ୍ଷତା ଦୃଷ୍ଟିରୁ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ। InP ସିଷ୍ଟମର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଅକ୍ସାଇଡ୍ Si, ସିଲିକନ୍ ଡାଇଅକ୍ସାଇଡ୍ (SiO2) ର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ପରି ସ୍ଥିର ଏବଂ ଦୃଢ଼ ନୁହେଁ। ସିଲିକନ୍ InP ଅପେକ୍ଷା ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ସାମଗ୍ରୀ, ଯାହା ବଡ଼ ୱେଫର ଆକାର ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ଅନୁମତି ଦିଏ, ଅର୍ଥାତ୍ InP ରେ 75 mm ତୁଳନାରେ 300 mm (ଶୀଘ୍ର 450 mm କୁ ଅପଗ୍ରେଡ୍ କରାଯିବ)। InPମଡ୍ୟୁଲେଟରଗୁଡ଼ିକସାଧାରଣତଃ କ୍ୱାଣ୍ଟମ୍-ସୀମିତ ଷ୍ଟାର୍କ ପ୍ରଭାବ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ, ଯାହା ତାପମାତ୍ରା ଯୋଗୁଁ ବ୍ୟାଣ୍ଡ ଏଜ୍ ଗତି ଯୋଗୁଁ ତାପମାତ୍ରା-ସମ୍ବେଦନଶୀଳ। ବିପରୀତରେ, ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ମଡ୍ୟୁଲେଟରଗୁଡ଼ିକର ତାପମାତ୍ରା ନିର୍ଭରଶୀଳତା ବହୁତ କମ୍।

ସିଲିକନ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାକୁ ସାଧାରଣତଃ କେବଳ କମ ମୂଲ୍ୟର, କ୍ଷୁଦ୍ର-ପରିସର, ଉଚ୍ଚ-ଆୟତନ ଉତ୍ପାଦ (ପ୍ରତିବର୍ଷ 1 ନିୟୁତ ଖଣ୍ଡରୁ ଅଧିକ) ପାଇଁ ଉପଯୁକ୍ତ ବୋଲି ବିବେଚନା କରାଯାଏ। କାରଣ ଏହା ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ଗ୍ରହଣୀୟ ଯେ ମାସ୍କ ଏବଂ ବିକାଶ ଖର୍ଚ୍ଚ ବିସ୍ତାର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ବଡ଼ ପରିମାଣର ୱେଫର କ୍ଷମତା ଆବଶ୍ୟକ, ଏବଂ ତାହାସିଲିକନ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାସହରରୁ ସହର ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଆଞ୍ଚଳିକ ଏବଂ ଦୀର୍ଘ-ଦୁରତା ଉତ୍ପାଦ ପ୍ରୟୋଗରେ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଅସୁବିଧା ଅଛି। କିନ୍ତୁ, ବାସ୍ତବରେ, ବିପରୀତ ସତ୍ୟ। କମ-ମୂଲ୍ୟ, କ୍ଷୁଦ୍ର-ପରିସୀମା, ଉଚ୍ଚ-ଉପଜ୍ୱଳନ ପ୍ରୟୋଗରେ, ଭୂଲମ୍ବ ଗୁମ୍ଫା ପୃଷ୍ଠ-ନିର୍ମାଣକାରୀ ଲେଜର (VCSEL) ଏବଂପ୍ରତ୍ୟକ୍ଷ-ନିୟନ୍ତ୍ରିତ ଲେଜର (DML ଲେଜର୍) : ସିଧାସଳଖ ମଡ୍ୟୁଲେଟେଡ୍ ଲେଜର ଏକ ବିଶାଳ ପ୍ରତିଯୋଗିତାମୂଳକ ଚାପ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଏବଂ ସିଲିକନ୍-ଆଧାରିତ ଫଟୋନିକ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାର ଦୁର୍ବଳତା ଯାହା ସହଜରେ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକୁ ଏକୀକୃତ କରିପାରେ ନାହିଁ ତାହା ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅସୁବିଧା ପାଲଟିଛି। ବିପରୀତରେ, ମେଟ୍ରୋ, ଦୂର-ଦୂରାନ୍ତର ପ୍ରୟୋଗଗୁଡ଼ିକରେ, ସିଲିକନ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଏବଂ ଡିଜିଟାଲ୍ ସିଗନାଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ (DSP)କୁ ଏକତ୍ରିତ କରିବା ପାଇଁ ପସନ୍ଦ ହେତୁ (ଯାହା ପ୍ରାୟତଃ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ପରିବେଶରେ ହୋଇଥାଏ), ଲେଜରକୁ ପୃଥକ କରିବା ଅଧିକ ଲାଭଦାୟକ। ଏହା ସହିତ, ସୁସଙ୍ଗତ ଚିହ୍ନଟ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ସିଲିକନ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରଯୁକ୍ତିର ତ୍ରୁଟିଗୁଡ଼ିକୁ ବହୁ ପରିମାଣରେ ପୂରଣ କରିପାରିବ, ଯେପରିକି ଅନ୍ଧକାର ପ୍ରବାହ ସ୍ଥାନୀୟ ଓସିଲେଟର ଫଟୋକୁରେଣ୍ଟ ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ଛୋଟ। ସେହି ସମୟରେ, ଏହା ଭାବିବା ମଧ୍ୟ ଭୁଲ ଯେ ମାସ୍କ ଏବଂ ବିକାଶ ଖର୍ଚ୍ଚକୁ କଭର କରିବା ପାଇଁ ଏକ ବଡ଼ ପରିମାଣର ୱେଫର କ୍ଷମତା ଆବଶ୍ୟକ, କାରଣ ସିଲିକନ୍ ଫଟୋନିକ୍ସ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ସବୁଠାରୁ ଉନ୍ନତ ପରିପୂରକ ଧାତୁ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର (CMOS) ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ବଡ଼ ନୋଡ୍ ଆକାର ବ୍ୟବହାର କରେ, ତେଣୁ ଆବଶ୍ୟକ ମାସ୍କ ଏବଂ ଉତ୍ପାଦନ ରନ୍ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଶସ୍ତା।