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Accès ouvert déclaré 2013 article

Optical propagation and refraction in silicon complementary metal–oxide–semiconductor structures at 750 nm: toward on-chip optical links and microphotonic systems

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1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : Afrique du Sud. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

This paper analyzes the optical propagation and refraction phenomena in various complementary metal–oxide–semiconductor (CMOS) structures at 750 nm wavelength. Operation at these wavelengths offers the potential realizations of small microphotonic systems and micro-opto-electro-mechanical systems (MOEMS) in CMOS integrated circuitry, since Si-based optical sources, waveguides, and silicon (Si) detectors can all be integrated on a single chip. It could also increase the optical coupling efficiencies to external optical fibers. With the help of Monte Carlo and RSoft BeamPROP simulations, we demonstrate achievements with regard to optimizing vertical emission, focusing, refraction, splitting and wave guiding in 0.35 to 1.2 μm CMOS technology at 750 nm wavelength. The material properties, refractive indices, and thicknesses of various CMOS over-layers were incorporated in the simulations and analyses. The analyses show that both Si nitride and Si oxi-nitride offer good viability for developing such waveguides. Effective single-mode wave-guiding with calculated loss characteristics of 0.65 dB⋅cm −1 , with modal dispersion characteristics of less than 0.2 ps⋅cm −1 and with a bandwidth-length product of higher than 100 GHz-cm seems possible. A first iteration realization of an optical link is demonstrated, utilizing specially designed avalanche-based Si-LEDs and a specially designed first iteration CMOS waveguide. Potential applications of avalanche-based Si LEDs into microphotonic systems and MOEMS are furthermore proposed and highlighted.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Optical propagation and refraction in silicon complementary metal–oxide–semiconductor structures at 750 nm: toward on-chip optical links and microphotonic systems
Date Crossref
06/03/2013
Éditeur
SPIE-Intl Soc Optical Eng
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Tshwane University of Technology Tshwane University of Technology, Afrique du Sud (code pays fourni par la source)
    Université ou école supérieure
  • Tshwane Univ. of Technology (South Africa) Tshwane, Afrique du Sud (pays nommé en fin d’affiliation)
    Institution
  • Gilgamesh Associates pays non établi dans la notice
    Institution

Tshwane University of Technology (Tshwane University of Technology, Afrique du Sud), Tshwane Univ. of Technology (South Africa) (Tshwane, Afrique du Sud) et Gilgamesh Associates. Pays d’affiliation : Afrique du Sud.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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