Сатҳи баландмодулятори электро-оптикйва замимаи фотон микроволновка
Бо талаботи афзояндаи системаҳои алоқа, бо мақсади боз ҳам беҳтар кардани самаранокии интиқоли сигналҳо, одамон фотонҳо ва электронҳоро барои ба даст овардани бартариҳои иловагӣ муттаҳид мекунанд ва фотоникаи микромавҷӣ тавлид мешаванд. Модулятори электро-оптикӣ барои табдил додани қувваи барқ ба рӯшноӣ лозим астсистемаҳои фотоникӣ микроволновка, ва ин қадами асосӣ одатан кори тамоми системаро муайян мекунад. Азбаски табдили сигнали басомади радио ба домени оптикӣ раванди сигнали аналогӣ ва оддӣ мебошадмодуляторхои электро-оптикйғайрихаттӣ хос доранд, дар раванди табдилдиҳӣ таҳрифи ҷиддии сигнал вуҷуд дорад. Барои ноил шудан ба модулятсияи тақрибии хатӣ, нуқтаи кори модулятор одатан дар нуқтаи ғарази ортогоналӣ муқаррар карда мешавад, аммо он ҳанӯз ҳам ба талаботи пайванди фотонҳои микроволновка барои хатти модулятор қонеъ карда наметавонад. Модуляторхои электро-оптикии дорой хатти баланд фавран заруранд.
Модулятсияи шохиси рефраксияи баландсуръати маводи кремний одатан тавассути эффекти дисперсияи озоди плазмаи интиқолдиҳанда (FCD) ба даст меояд. Ҳам эффекти FCD ва ҳам модуляцияи пайванди PN ғайрихаттӣ мебошанд, ки модулятори кремнийро нисбат ба модулятори ниобати литий камтар хаттӣ мекунад. Маводҳои ниобати литий аъло нишон медиҳандмодуляцияи электро-оптикйхосиятҳо аз сабаби таъсири Pucker онҳо. Дар айни замон, маводи ниобати литий дорои бартариҳои фарохмаҷрои калон, хусусиятҳои хуби модуляция, талафоти кам, ҳамгироии осон ва мутобиқат бо раванди нимноқил, истифодаи литий ниобати лоғар барои сохтани модулятори баландсифати электро-оптикӣ, дар муқоиса бо кремний кариб нест «плитаи кутох», балки инчунин барои ба даст овардани хатти баланд. Модулятори электро-оптикии ниобати литий (LNOI) дар изолятор як самти ояндадори рушд гардид. Бо рушди технологияи омодасозии маводи литий ниобати филми тунук ва технологияи рахи мавҷ, самаранокии баланди табдилдиҳӣ ва ҳамгироии баландтари модулятори электро-оптикии литий ниобат ба соҳаи академия ва саноат табдил ёфт.
Хусусиятҳои плёнкаи тунуки ниобати литий
Дар Иёлоти Муттаҳида банақшагирии DAP AR ба маводи ниобатии литий баҳодиҳии зеринро анҷом додааст: агар маркази инқилоби электронӣ ба номи маводи кремний, ки имкон медиҳад, номгузорӣ шавад, пас зодгоҳи инқилоби фотоникӣ эҳтимол дорад бо номи ниобати литий номгузорӣ шавад. . Ин аз он сабаб аст, ки ниобати литий эффекти электро-оптикӣ, эффекти акусто-оптикӣ, эффекти пьезоэлектрикӣ, эффекти термоэлектрикӣ ва фоторефраксияро ба мисли маводи кремний дар соҳаи оптика муттаҳид мекунад.
Дар робита ба хусусиятҳои интиқоли оптикӣ, маводи InP дорои бузургтарин талафоти интиқоли чип аз сабаби азхудкунии нур дар банди 1550nm маъмул аст. SiO2 ва нитриди кремний дорои хусусиятҳои беҳтарини интиқол мебошанд ва талафот метавонад ба сатҳи ~ 0,01дБ/см расад; Дар айни замон, талафоти мавҷи мавҷи литий-ниобати тунуки литий метавонад ба сатҳи 0,03dB / см расад ва талафоти мавҷи литий ниобати тунуки литий имкон дорад, ки бо такмили пайвастаи сатҳи технологӣ дар оянда. Аз ин рӯ, маводи филми тунуки ниобати литий барои сохторҳои рӯшноии ғайрифаъол ба монанди роҳи фотосинтетикӣ, шунт ва микроринг кори хуб нишон медиҳад.
Дар робита ба тавлиди рӯшноӣ, танҳо InP қобилияти равшании мустақимро дорад; Аз ин рӯ, барои татбиқи фотонҳои микромавҷӣ, бояд манбаи нур дар асоси InP дар чипи интегралии фотоникӣ дар асоси LNOI бо роҳи кафшери такрорӣ ё афзоиши эпитаксиалӣ ҷорӣ карда шавад. Дар робита ба модуляцияи рӯшноӣ, дар боло қайд карда шуд, ки маводи филми тунуки ниобати литий нисбат ба InP ва Si барои ноил шудан ба маҷрои васеътари модуляция, шиддати ниммавҷ камтар ва талафоти камтари интиқол осонтар аст. Ғайр аз он, хатти баланди модуляцияи электро-оптикии маводи ниобатии литийи лоғар барои ҳама барномаҳои фотонҳои микроволновка муҳим аст.
Дар робита ба масири оптикӣ, аксуламали баландсуръати электро-оптикии маводи литий ниобати филми тунук гузариши оптикии LNOI-ро қодир ба гузариш бо суръати баланди масири оптикӣ месозад ва масрафи нерӯи чунин гузариши баландсуръат низ хеле кам аст. Барои татбиқи маъмулии технологияи ҳамгирошудаи фотонҳои микромавҷӣ, чипи ба таври оптикӣ идорашаванда дорои қобилияти гузариши баландсуръат барои қонеъ кардани ниёзҳои сканеркунии чӯбро дорад ва хусусиятҳои истеъмоли ултра ками қувваи барқ ба талаботи қатъии фотонҳои калон хуб мутобиқ карда шудаанд. -системаи массивҳои марҳилавӣ. Гарчанде ки коммутатори оптикии дар асоси InP асосёфта инчунин метавонад гузариши роҳи оптикии баландсуръатро амалӣ созад, он садои калонро ба вуҷуд меорад, хусусан вақте ки гузариши оптикии бисёрсатҳи каскад аст, коэффисиенти садо ба таври ҷиддӣ бад мешавад. Маводҳои кремний, SiO2 ва нитриди кремний танҳо тавассути эффекти термооптикӣ ё эффекти дисперси интиқолдиҳанда роҳҳои оптикиро иваз карда метавонанд, ки нуқсонҳои истеъмоли зиёди нерӯ ва суръати сусти гузаришро дорад. Вақте ки андозаи массиви массиви марҳилавӣ калон аст, он ба талаботи истеъмоли қувваи барқ қонеъ карда наметавонад.
Дар робита ба тақвияти оптикӣ,пурқувваткунандаи оптикии нимноқил (SOA) дар асоси InP барои истифодаи тиҷоратӣ баркамол шудааст, аммо он дорои нуқсонҳои коэффисиенти баланди садо ва қудрати пасти сершавӣ мебошад, ки барои татбиқи фотонҳои печи печи мусоид нест. Раванди амплификацияи параметрии мавҷи литий ниобати тунук дар асоси фаъолсозӣ ва инверсияи даврӣ метавонад ба садои паст ва пурқуввати пурқуввати оптикии чип ноил шавад, ки метавонад ба талаботи технологияи ҳамгирошудаи фотонҳои микроволновка барои тақвияти оптикии чип мувофиқат кунад.
Дар робита ба муайян кардани рӯшноӣ, ниобати литийи лоғар дорои хусусиятҳои хуби интиқол ба рӯшноӣ дар банди 1550 нм мебошад. Функсияи табдили фотоэлектрикӣ наметавонад амалӣ карда шавад, бинобар ин барои барномаҳои фотонҳои микромавҷӣ, бо мақсади қонеъ кардани ниёзҳои табдили фотоэлектрикӣ дар чип. Воҳидҳои муайянкунии InGaAs ё Ge-Si бояд дар микросхемаҳои ҳамгирошудаи фотоникӣ дар асоси LNOI тавассути кафшери такрорӣ ё афзоиши эпитаксиалӣ ҷорӣ карда шаванд. Дар робита ба пайвастшавӣ бо нахи оптикӣ, азбаски худи нахи оптикӣ маводи SiO2 аст, майдони ҳолати мавҷи SiO2 дараҷаи баландтарин бо майдони ҳолати нахи оптикӣ дорад ва пайвастшавӣ аз ҳама мувофиқ аст. Диаметри майдони режими мавҷгири сахт маҳдудшудаи ниобати литийи лоғар тақрибан 1 мкм аст, ки аз майдони реҷаи нахи оптикӣ комилан фарқ мекунад, аз ин рӯ барои мувофиқ кардани майдони реҷаи нахи оптикӣ табдилдиҳии дурусти нуқта бояд анҷом дода шавад.
Дар робита ба ҳамгироӣ, оё маводҳои гуногун дорои потенсиали баланди интегралӣ мебошанд, асосан аз радиуси каҷкунии мавҷҳо вобаста аст (бо маҳдудияти майдони мавҷгузар таъсир мерасонад). Роҳнамои мавҷҳои сахт маҳдудшуда имкон медиҳад, ки радиуси каҷ хурдтар шавад, ки барои татбиқи ҳамгироии баланд мусоидтар аст. Аз ин рӯ, мавҷгирҳои литий ниобати лоғар барои ноил шудан ба ҳамгироии баланд потенсиал доранд. Аз ин рӯ, пайдоиши плёнкаи тунуки ниобати литий имкон медиҳад, ки маводи ниобати литий воқеан нақши "силикон"-и оптикиро бозад. Барои татбиқи фотонҳои печи, бартариҳои ниобати литийи лоғар бештар аёнанд.
Вақти фиристодан: апрел-23-2024