Танталати литий (LTOI) бо суръати баландмодулятори электрооптикӣ
Интиқоли додаҳо дар саросари ҷаҳон бо афзоиши васеъи технологияҳои нав, аз қабили 5G ва зеҳни сунъӣ (AI), ки барои қабулкунандаҳо дар ҳама сатҳҳои шабакаҳои оптикӣ мушкилоти назаррас эҷод мекунад, идома дорад. Хусусан, технологияи модулятори электро-оптикии насли оянда афзоиши назарраси суръати интиқоли додаҳоро то 200 Гбит/с дар як канал талаб мекунад ва дар айни замон истеъмоли энергия ва хароҷотро коҳиш медиҳад. Дар чанд соли охир, технологияи фотоникаи кремний дар бозори қабулкунандаҳои оптикӣ ба таври васеъ истифода шудааст, асосан аз он сабаб, ки фотоникаи кремнийро бо истифода аз раванди пухтаи CMOS ба таври оммавӣ истеҳсол кардан мумкин аст. Бо вуҷуди ин, модуляторҳои электро-оптикии SOI, ки ба парокандагии интиқолдиҳанда такя мекунанд, бо мушкилоти бузург дар паҳнои банд, истеъмоли энергия, ҷабби озоди интиқолдиҳанда ва ғайрихаттии модулятсия рӯбарӯ мешаванд. Роҳҳои дигари технологӣ дар саноат InP, LNOI ниобати литийи тунук, полимерҳои электро-оптикӣ ва дигар роҳҳои ҳалли ҳамгироии бисёрплатформавии гетерогенӣ мебошанд. LNOI ҳамчун роҳи ҳал ҳисобида мешавад, ки метавонад беҳтарин натиҷаро дар модулятсияи ултра баланд ва қувваи кам ба даст орад, аммо дар айни замон он аз ҷиҳати раванд ва арзиши истеҳсоли оммавӣ баъзе мушкилот дорад. Ба наздикӣ, даста платформаи фотонии ҳамгирошудаи литий-танталат (LTOI)-ро бо плёнкаи тунук бо хосиятҳои аълои фотоэлектрикӣ ва истеҳсоли миқёси калон ба кор андохт, ки интизор меравад, ки дар бисёр барномаҳо ба самаранокии платформаҳои оптикии ниобати литий ва кремний баробар ё ҳатто аз он зиёдтар бошад. Аммо, то ҳол, дастгоҳи асосии...алоқаи оптикӣ, модулятори электрооптикии ултра-баландсуръат, дар LTOI тасдиқ нашудааст.
Дар ин таҳқиқот, муҳаққиқон аввал модулятори электрооптикии LTOI-ро тарҳрезӣ карданд, ки сохтори он дар расми 1 нишон дода шудааст. Тавассути тарҳрезии сохтори ҳар як қабати танталати литий дар изолятор ва параметрҳои электроди микроволновка, мувофиқати суръати паҳншавии мавҷи микроволновка ва рӯшноӣ дар...модулятори электрооптикӣамалӣ мешавад. Аз ҷиҳати кам кардани талафоти электроди печи микроволновка, муҳаққиқон дар ин кор бори аввал истифодаи нуқраро ҳамчун маводи электрод бо гузаронандагии беҳтар пешниҳод карданд ва нишон дода шуд, ки электроди нуқра талафоти печи микроволновкаро дар муқоиса бо электроди тиллоии васеъ истифодашаванда то 82% кам мекунад.
РАСМИ 1 Сохтори модулятори электро-оптикии LTOI, тарҳи мувофиқати фаза, озмоиши талафоти электродҳои печи микроволновка.
Дар расми 2 дастгоҳи таҷрибавӣ ва натиҷаҳои модулятори электрооптикии LTOI бароишиддати модулятсияшудаошкоркунии мустақим (IMDD) дар системаҳои алоқаи оптикӣ. Таҷрибаҳо нишон медиҳанд, ки модулятори электро-оптикии LTOI метавонад сигналҳои PAM8-ро бо суръати аломати 176 GBd бо BER-и ченшудаи 3.8×10⁻² аз остонаи 25% SD-FEC интиқол диҳад. Барои ҳам PAM4-и 200 GBd ва ҳам PAM2-и 208 GBd, BER аз остонаи 15% SD-FEC ва 7% HD-FEC ба таври назаррас пасттар буд. Натиҷаҳои санҷиши чашм ва гистограмма дар расми 3 ба таври визуалӣ нишон медиҳанд, ки модулятори электро-оптикии LTOI метавонад дар системаҳои алоқаи баландсуръат бо хаттии баланд ва сатҳи хатогии пасти бит истифода шавад.
РАСМИ 2. Таҷриба бо истифода аз модулятори электрооптикии LTOI бароиМодуляцияи шиддатОшкоркунии мустақим (IMDD) дар системаи алоқаи оптикӣ (а) дастгоҳи таҷрибавӣ; (б) Сатҳи хатогии битҳои ченшуда (BER)-и сигналҳои PAM8 (сурх), PAM4 (сабз) ва PAM2 (кабуд) ҳамчун функсияи суръати аломат; (в) Сатҳи истихроҷи иттилооти қобили истифода (AIR, хати пунктир) ва суръати маълумоти холиси алоқаманд (NDR, хати сахт) барои андозагириҳо бо арзишҳои суръати хатогии битҳо аз ҳадди 25% SD-FEC; (г) Харитаҳои чашм ва гистограммаҳои оморӣ таҳти модулятсияи PAM2, PAM4, PAM8.
Ин асар аввалин модулятори электрооптикии LTOI-и баландсуръатро бо паҳнои банди 3 дБ-и 110 ГГц нишон медиҳад. Дар таҷрибаҳои интиқоли IMDD бо муайянкунии мустақими модулятсияи шиддат, дастгоҳ суръати холиси маълумоти як интиқолдиҳандаро ба 405 Гбит/с мерасонад, ки бо беҳтарин иҷрои платформаҳои мавҷудаи электрооптикӣ, ба монанди LNOI ва модуляторҳои плазмавӣ қобили муқоиса аст. Дар оянда, бо истифода аз мураккабтарМодулятори IQтарҳҳо ё усулҳои пешрафтаи ислоҳи хатогиҳои сигнал, ё бо истифода аз субстратҳои талафоти пасттари микроволновка, ба монанди субстратҳои кварц, интизор меравад, ки дастгоҳҳои литий-танталат ба суръати алоқаи 2 Тбит/с ё баландтар ноил шаванд. Дар якҷоягӣ бо бартариҳои хоси LTOI, ба монанди душикании пасттар ва таъсири миқёс аз сабаби истифодаи васеъи он дар дигар бозорҳои филтрҳои RF, технологияи фотоникаи литий-танталат барои шабакаҳои алоқаи оптикии баландсуръати насли оянда ва системаҳои фотоникаи микроволновка роҳҳои ҳалли арзон, камқувват ва ултра-баландсуръатро фароҳам меорад.
Вақти нашр: 11 декабри соли 2024