Modulator EO menggunakan keacakan pada pandu gelombang cacat garis kristal fotonik.

Fotonik silikon adalah bidang penelitian yang menggunakan silikon sebagai bahan untuk merambatkan cahaya melaluinya dan menangani sinyal optik. Dibandingkan dengan kaca yang digunakan untuk serat optik, silikon memiliki indeks bias yang lebih tinggi, sehingga cahaya dapat dibatasi pada ruang yang lebih kecil, memungkinkan perangkat dibuat lebih kecil dan digerakkan dengan energi yang lebih rendah. Kristal fotonik adalah salah satu elemen yang termasuk dalam fotonik silikon dan memiliki struktur periodik khusus yang memungkinkan pengurungan cahaya yang lebih kuat daripada yang disediakan oleh bahan silikon secara inheren. Berbagai perangkat telah direalisasikan dengan menggunakan kristal fotonik, termasuk pandu gelombang, sakelar, detektor, dan osilator.

Meskipun kristal fotonik memungkinkan miniaturisasi, kristal ini rentan terhadap kesalahan fabrikasi. Jumlah absolut kesalahan fabrikasi adalah spesifik untuk proses tertentu, sehingga semakin kecil perangkat yang akan difabrikasi, semakin besar efek kesalahannya. Tren terbaru dalam proses fabrikasi kristal fotonik untuk menggunakan fotolitografi alih-alih litografi EB konvensional, yang mampu memproduksi massal tetapi memiliki akurasi fabrikasi yang lebih rendah, juga menimbulkan kekhawatiran tentang penanganan kesalahan fabrikasi.

Dalam penelitian ini, upaya dilakukan untuk menunjukkan bahwa efek kesalahan fabrikasi pada kristal fotonik dapat dikontrol secara struktural dan digunakan dengan hasil yang tinggi. Modulator EO ditunjukkan sebagai aplikasi potensial, dan operasi pada GHz telah dikonfirmasi.

Kami telah memilih struktur yang ditunjukkan pada Gbr. 1(a), yang disebut pandu gelombang cacat garis kristal fotonik. Cahaya merambat melalui bagian tengah, di mana tidak ada lubang. Untuk mengontrol efek kesalahan fabrikasi, lebar pandu gelombang dipersempit sebagian [W0.98: area biru pada Gbr. 1(a)], yang merupakan fitur struktur kami. Ketika cahaya datang pada struktur pada frekuensi yang ditunjukkan oleh garis putus-putus merah dan anak panah, pengurungan cahaya hanya terjadi jika ada sejumlah kesalahan fabrikasi [Gbr. 1(c)]. Juga harus ditekankan di sini bahwa pengurungan cahaya hanya terjadi pada W0.98 karena lebar pandu gelombang bervariasi. Meskipun fenomena ini berasal dari keacakan kesalahan fabrikasi, struktur ini memungkinkan kontrol area di mana keacakan memanifestasikan dirinya.