Lithium tantalate (LTOI) суръати баландмодулятори электро-оптикй
Трафики ҷаҳонии маълумот афзоишро идома медиҳад, ки аз ҳисоби қабули густурдаи технологияҳои нав ба монанди 5G ва зеҳни сунъӣ (AI), ки барои интиқолдиҳандагон дар ҳама сатҳҳои шабакаҳои оптикӣ мушкилоти ҷиддӣ ба бор меорад. Махсусан, технологияи насли ояндаи модулятори электро-оптикӣ афзоиши назарраси суръати интиқоли маълумотро то 200 Гбит/с дар як канал талаб мекунад ва ҳангоми кам кардани масрафи энергия ва хароҷот. Дар чанд соли охир, технологияи фотоникаи кремний дар бозори трансиверҳои оптикӣ ба таври васеъ истифода мешавад, асосан аз он сабаб, ки фотоникаи кремний метавонад бо истифода аз раванди баркамол CMOS истеҳсол шавад. Бо вуҷуди ин, модуляторҳои электро-оптикии SOI, ки ба дисперсияи интиқолдиҳанда такя мекунанд, дар фарохмаҷро, истеъмоли қувваи барқ, азхудкунии ройгони интиқолдиҳанда ва ғайрихаттӣ модуляция дучор меоянд. Дигар масирҳои технологӣ дар саноат InP, филми тунуки литий ниобати LNOI, полимерҳои электро-оптикӣ ва дигар қарорҳои ҳамгироии гетерогении бисёрплатформаро дар бар мегиранд. LNOI як роҳи ҳалли беҳтарин ҳисобида мешавад, ки метавонад дар суръати ултра-баланд ва модуляцияи ками нерӯи барқ ба даст орад, аммо дар айни замон он дар робита ба раванди истеҳсоли оммавӣ ва арзиши он мушкилот дорад. Ба наздикӣ, даста як платформаи фотоникии ҳамгирошудаи литий танталат (LTOI) -ро оғоз кард, ки дорои хосиятҳои аълои фотоэлектрикӣ ва истеҳсоли миқёси калон мебошад, ки интизор меравад, ки ба платформаҳои оптикии литий ниобат ва кремний дар бисёр барномаҳо мувофиқат кунад ё ҳатто зиёдтар бошад. Бо вуҷуди ин, то ҳол, дастгоҳи асосии азалоқаи оптикӣ, модулятори ултра-баландсуръати электро-оптикӣ дар LTOI тасдиқ нашудааст.
Дар ин тадќиќот муњаќќиќон аввалин маротиба модулятори электро-оптикии LTOI-ро тарроҳӣ карданд, ки сохтори он дар расми 1 нишон дода шудааст. Тавассути тарҳрезии сохтори ҳар як қабати танталати литий дар изолятор ва параметрҳои электроди микроволновка, паҳншавии мувофиқати суръати печи печи ва мавҷи нур дармодулятори электро-оптикйамалӣ мегардад. Дар робита ба кам кардани талафоти электроди печи, муҳаққиқон дар ин кор бори аввал истифодаи нуқраро ҳамчун маводи электроди дорои гузаронандагии беҳтар пешниҳод карданд ва электроди нуқра нишон дод, ки талафоти печи микроволновкаро дар муқоиса бо электрод то 82% кам мекунад. электроди тиллой васеъ истифода бурда мешавад.
АНҶИР. 1 Сохтори модулятори электро-оптикии LTOI, тарҳи мувофиқати марҳила, озмоиши талафоти электроди печи.
АНҶИР. 2 дастгоҳи таҷрибавӣ ва натиҷаҳои модулятори электро-оптикии LTOI барои нишон медиҳадшиддатнокии моддӣмуайянкунии мустақим (IMDD) дар системаҳои алоқаи оптикӣ. Таҷрибаҳо нишон медиҳанд, ки модулятори электро-оптикии LTOI метавонад сигналҳои PAM8-ро бо суръати аломати 176 ГБд бо BER ченаки 3,8×10⁻² аз ҳадди 25% SD-FEC интиқол диҳад. Барои ҳам 200 GBd PAM4 ва 208 GBd PAM2, BER аз ҳадди 15% SD-FEC ва 7% HD-FEC хеле паст 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 хатти баланд ва сатҳи ками хатогиҳо истифода шавад.
АНҶИР. 2 Таҷриба бо истифода аз модулятори электро-оптикии LTOI бароиШиддатнокии моддӣМуайянкунии мустақим (IMDD) дар системаи алоқаи оптикӣ (а) дастгоҳи таҷрибавӣ; (б) Меъёри хатогии бит (BER)-и сигналҳои PAM8(сурх), PAM4(сабз) ва PAM2(кабуд) ҳамчун функсияи суръати аломат; (в) Меъёри иттилооти истихроҷшудаи истифодашаванда (AIR, хати рахна) ва суръати софи маълумоти алоқаманд (NDR, хати сахт) барои андозагирӣ бо қиматҳои сатҳи хатогиҳои битӣ аз маҳдудияти 25% SD-FEC; (г) Харитаҳои чашм ва гистограммаҳои оморӣ дар зери модулятсияи PAM2, PAM4, PAM8.
Ин кор аввалин модулятори баландсуръати электро-оптикии LTOI-ро бо паҳнои 3 дБ 110 ГГц намоиш медиҳад. Дар таҷрибаҳои мустақими интиқоли IMDD, дастгоҳ ба суръати ягонаи интиқолдиҳандаи маълумот 405 Гбит/с мерасад, ки онро бо беҳтарин кори платформаҳои мавҷудаи электро-оптикӣ ба монанди LNOI ва модуляторҳои плазма муқоиса кардан мумкин аст. Дар оянда, истифодаи мураккаб бештарМодулятори IQИнтизор меравад, ки тарҳҳо ё усулҳои пешрафтаи ислоҳи хатогиҳои сигнал, ё бо истифода аз субстратҳои камтарини талафоти микроволновка, ба монанди субстратҳои кварц, дастгоҳҳои танталати литий ба суръати иртибот ба 2 Тбит/с ё бештар аз он ноил шаванд. Дар якҷоягӣ бо бартариҳои мушаххаси LTOI, аз қабили коҳиши дупаҳлӯ ва эффекти миқёс аз сабаби татбиқи васеъи он дар дигар бозорҳои филтри РФ, технологияи фотоникаи литий танталат ҳалли камхарҷ, камқувват ва ултра баландсуръатро барои насли оянда таъмин хоҳад кард. -шабакаҳои алоқаи оптикии суръат ва системаҳои фотоникаи микромавҷ.
Вақти интишор: Декабр-11-2024