Муқаддима ба сохтор ва фаъолиятиМодулятори электрооптикии литий-ниобати плёнкаи тунук
An модулятори электрооптикӣбар асоси сохторҳо, дарозии мавҷҳо ва платформаҳои гуногуни ниобати литийи плёнкаи тунук ва муқоисаи ҳамаҷонибаи иҷрои намудҳои гуногуниМодуляторҳои EOM, инчунин таҳлили тадқиқот ва татбиқимодуляторҳои ниобати литий плёнкаи тунукдар дигар соҳаҳо.
1. Модулятори ниобати литий бо плёнкаи тунуки ковокии ғайрирезонансӣ
Ин намуди модулятор ба таъсири аълои электрооптикии кристалли ниобати литий асос ёфтааст ва дастгоҳи калидӣ барои ноил шудан ба алоқаи оптикии баландсуръат ва масофаи дур мебошад. Се сохтори асосӣ мавҷуданд:
1.1 Модулятори мавҷи электроди MZI: Ин тарҳи маъмултарин аст. Гурӯҳи тадқиқотии Лон Ч ар дар Донишгоҳи Ҳарвард бори аввал дар соли 2018 версияи баландсифатро ба даст овард, ки такмилдиҳии минбаъдаро дар бар мегирифт, ки дар асоси субстратҳои кварсӣ (паҳнои банд баланд, аммо бо кремний мувофиқ нест) ва мувофиқ дар асоси кремний, ки дар асоси холӣ кардани субстрат асос ёфтааст, ба даст оварда шуд ва интиқоли сигнали баландсуръат (>67 ГГц) ва суръати баланд (масалан, 112 Гбит/с PAM4)-ро ба даст овард.
1.2 Модулятори MZI-и печонидашаванда: Барои кӯтоҳ кардани андозаи дастгоҳ ва мутобиқ шудан ба модулҳои паймон ба монанди QSFP-DD, коркарди поляризатсия, электроди мавҷгири салибӣ ё электродҳои микросохтори чаппашуда барои ду баробар кам кардани дарозии дастгоҳ ва ба даст овардани паҳнои банди 60 ГГц истифода мешаванд.
1.3 Модулятори ортогоналии когерентии як/ду поляризатсия (IQ): Барои баланд бардоштани суръати интиқол аз формати модулятсияи тартиби баланд истифода мебарад. Гурӯҳи тадқиқотии Cai дар Донишгоҳи Сун Ятсен аввалин модулятори IQ-и якполяризатсияи дар чип бударо дар соли 2020 ба даст овард. Модулятори IQ-и дуполяризатсияшуда, ки дар оянда таҳия шудааст, дорои самаранокии беҳтар аст ва версияи асоси субстрати кварсӣ рекорди суръати интиқоли як мавҷи 1.96 Тбит/с-ро муқаррар кардааст.
2. Модулятори ниобати литий-пленкаи тунуки навъи ковокии резонансӣ
Барои ноил шудан ба модуляторҳои ултра хурд ва калон паҳнои банд, сохторҳои гуногуни ковокии резонансӣ мавҷуданд:
2.1 Модулятори кристалли фотонӣ (PC) ва ҳалқаҳои хурд: Гурӯҳи тадқиқотии Лин дар Донишгоҳи Рочестер аввалин модулятори кристалли фотонии баландсифатро таҳия кардааст. Ғайр аз ин, модуляторҳои ҳалқаҳои хурд, ки дар асоси ҳамгироии гетерогении ниобати кремний литий ва ҳамгироии якхела асос ёфтаанд, низ пешниҳод шудаанд, ки паҳнои бандҳои якчанд ГГц-ро ба даст меоранд.
2.2 Модулятори ковокии резонансии панҷараи Брагг: аз ҷумла ковокии Фабри Перот (FP), панҷараи мавҷгири Брагг (WBG) ва модулятори рӯшноии суст (SL). Ин сохторҳо барои мувозинат кардани андоза, таҳаммулпазирии равандҳо ва иҷроиш тарҳрезӣ шудаанд, масалан, модулятори ковокии резонансии 2 × 2 FP паҳнои банди ултра калонро аз 110 ГГц ба даст меорад. Модулятори рӯшноии суст, ки бар асоси панҷараи пайвастшудаи Брагг сохта шудааст, диапазони паҳнои банди кориро васеъ мекунад.
3. Модулятори ниобати литий бо плёнкаи тунуки ҳамгирошудаи гетерогенӣ
Се усули асосии ҳамгироӣ барои муттаҳид кардани мутобиқати технологияи CMOS дар платформаҳои кремний бо иҷрои аълои модулятсияи ниобати литий мавҷуданд:
3.1 Интегратсияи гетерогении навъи пайванд: Бо роҳи пайваст кардани мустақим бо бензоциклобутен (BCB) ё диоксиди кремний, ниобати литийи плёнкаи тунук ба платформаи нитриди кремний ё кремний интиқол дода мешавад, ки ба сатҳи вафли, ҳамгироии устувори ҳарорати баланд ноил мегардад. Модулятор паҳнои баланди банд (>70 ГГц, ҳатто аз 110 ГГц зиёдтар) ва қобилияти интиқоли сигнали баландсуръатро нишон медиҳад.
3.2 Интегратсияи гетерогении маводи мавҷгири ҷойгиркунӣ: ҷойгиркунии кремний ё нитриди кремний дар ниобати литий плёнкаи тунук ҳамчун мавҷгири боркунӣ низ ба модулятсияи самараноки электрооптикӣ ноил мегардад.
3.3 Интегратсияи гетерогении чопи микроинтиқол (μ TP): Ин технологияест, ки интизор меравад барои истеҳсоли миқёси калон истифода шавад, ки дастгоҳҳои функсионалии пешакӣ тайёршударо ба микросхемаҳои мақсаднок тавассути таҷҳизоти баланддақиқ интиқол медиҳад ва аз коркарди мураккаби баъдӣ канорагирӣ мекунад. Он бомуваффақият дар платформаҳои нитриди кремний ва кремний истифода шудааст ва паҳнои бандҳои даҳҳо ГГц-ро ба даст овардааст.
Хулоса, ин мақола харитаи технологии модуляторҳои электрооптикӣ, ки дар платформаҳои ниобати литий плёнкаи тунук асос ёфтаанд, аз пайгирии сохторҳои ковокии ғайрирезонансии баландсифат ва паҳнои калон, омӯхтани сохторҳои ковокии резонансии миниатюрӣ ва ҳамгироӣ бо платформаҳои фотонии пухта дар асоси кремний, ба таври систематикӣ шарҳ медиҳад. Он потенсиали бузург ва пешрафти пайвастаи модуляторҳои ниобати литий плёнкаи тунукро дар раҳоӣ аз монеаҳои иҷрои модуляторҳои анъанавӣ ва ноил шудан ба муоширати оптикии баландсуръат нишон медиҳад.
Вақти нашр: 31 марти соли 2026