Fotonik integre devre (PIC), düz bir substrat üzerinde
kurulu, optik sinyalleri işleyen çoklu (multiple) fotonik bir cihazdır.
Fotonik integre devreler (PIC), aynı substrat üzerinde
üretilen ve optik sinyalleri (tipik olarak görünür veya infrared dalga boyu
aralıklarında) işleyen çeşitli işlevleri yerine getiren çok sayıda optik olarak
birbirine bağlı bileşenler içerir. PIC'lerin, optik iletişimin gelişiminde
hayati bir rol oynaması beklenmektedir.
Tüm bileşenleri safsızlık maddelerin ilavesiyle veya substrat
malzemesinin yapılandırılmasıyla üretilen aygıtlara, monolitik PIC'ler denir.
Monolitik PIC substratlar için ortak malzeme, AIIIBV
bileşikleri olarak adlandırılan GaAs veya InP’dir (periyodik tablonun III ve V
kolonlarında bulunurlar). AIIIBV substratlar üzerinde
üretilen cihazlar, bant aralığı genişliğini ve dolayısıyla aktif cihazların
çalışma dalga boyunu kontrol eden safsızlıkları kullanır - lazerler ve
amplifikatörler.
Monolitik olmayan PIC'lere hibrid (melez) PIC denir.
Genellikle lityum niobat, silikon, cam substratlar üzerinde, nadiren de
polimerik substratlarda yapılırlar. Lityum niyobat, yüksek elektro optik
katsayısı nedeniyle substrat olarak kullanılır. Silikon, elektronik entegre
devre teknolojilerini kullanmayı mümkün kıldığı ve belki de en önemlisi fotonik
ve elektronik entegre devreleri birleştirdiğinden, PIC imalatı için çok umut
verici bir malzemedir. Cam veya pleksiglas (polimetil metakrilat) düşük
maliyetlidir ve yaygındır, ayrıca lazerler ve amplifikatörlerin üretimi, nadir
toprak elementleri ile katkılı (doplanmış) bazı cam türlerine dayanılarak
yapılabilir.
PIC üretim teknolojisi, elektronik IC (intergre devre)
üretim teknolojisine benzer; burada, fotolitografi, aşındırma ve gerekli
malzemeyi biriktirme için subbstratı işaretlemek için kullanılır. Bugüne kadar,
PIC'ler en çok optik iletişim sistemlerinde kullanılmıştır.
Optik iletişim sistemleri için yeniden konfigüre edilebilir
I/O multiplekserler (çoklayıcılar), fotonik entegre devre uygulamaları için
örnektir; çoklayıcıları ayrı öğelere dayalı olarak değiştirirler. Optik
iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bir başka PIC örneği, optik
vericidir (transmitter); tek bir çipin temel bileşenleri, bir yarıiletken
dağıtılmış geri besleme lazeri, bir elektro-optik modülatör ve bir yarıiletken amplifierin
integrasyonudur. PIC'ler, daha kompakt ve daha yüksek performanslı optik
sistemlerin (ayrı optik bileşenlere dayalı sistemlere kıyasla) üretimine olanak
verir ve onların çok fonksiyonlu optik elektronik sistemler ve cihazları minyatürize
eden elektronik devrelerle integrasyonunu mümkün kılar.
Bazı olası PIC integrasyon elementleri
(görüldüğü gibi bir PIC’de çok sayıda element integre olabilir)
