Ояндаимодуляторҳои оптикии электрикӣ
Модуляторҳои электрооптикӣ дар системаҳои муосири оптоэлектронӣ нақши марказӣ доранд ва дар бисёр соҳаҳо аз алоқа то ҳисобкунии квантӣ тавассути танзими хосиятҳои нур нақши муҳим мебозанд. Дар ин мақола вазъи кунунӣ, пешрафтҳои охирин ва рушди ояндаи технологияи модулятори электрооптикӣ баррасӣ мешавад
Тасвири 1: Муқоисаи иҷроишҳои гуногунмодулятори оптикӣтехнологияҳо, аз ҷумла ниобати филми тунуки литий (TFLN), модуляторҳои азхудкунии барқии III-V (EAM), модуляторҳои кремний ва полимерӣ аз рӯи талафоти воридшавӣ, фарохмаҷро, масрафи нерӯ, андоза ва иқтидори истеҳсолӣ.
Модуляторҳои электрикии оптикии анъанавии кремний ва маҳдудиятҳои онҳо
Модуляторҳои нури фотоэлектрикӣ дар асоси кремний солҳо боз асоси системаҳои алоқаи оптикӣ буданд. Дар асоси таъсири дисперси плазма, чунин дастгоҳҳо дар тӯли 25 соли охир ба пешравиҳои назаррас ноил гардида, суръати интиқоли маълумотро се дараҷа зиёд карданд. Модуляторҳои муосири бар кремний асосёфта метавонанд модулятсияи 4-сатҳи амплитудаи импулсро (PAM4) то 224 Гб/с ва ҳатто бештар аз 300 Гб/с бо модуляцияи PAM8 ба даст оранд.
Аммо, модуляторҳои бар кремний асосёфта бо маҳдудиятҳои асосӣ, ки аз хосиятҳои моддӣ бармеоянд, дучор меоянд. Вақте ки интиқолдиҳандаҳои оптикӣ суръати интиқоли зиёда аз 200+ Gbaud-ро талаб мекунанд, қонеъ кардани фарохмаҷрои ин дастгоҳҳо душвор аст. Ин маҳдудият аз хосиятҳои хоси кремний бармеояд - мувозинати пешгирӣ аз талафоти аз ҳад зиёди рӯшноӣ ҳангоми нигоҳ доштани ноқилияти кофӣ муомилоти ногузирро ба вуҷуд меорад.
Технология ва маводҳои навшудаи модулятор
Маҳдудиятҳои модуляторҳои анъанавии бар кремний асосёфта тадқиқотро ба маводи алтернативӣ ва технологияҳои ҳамгироӣ водор карданд. Плёнкаи тунуки ниобати литий ба яке аз платформаҳои умедбахш барои насли нави модуляторҳо табдил ёфтааст.Модуляторҳои электро-оптикии ниобатии литийи лоғарХусусиятҳои аълои ниобати литийро мерос мегиранд, аз ҷумла: равзанаи васеи шаффоф, коэффисиенти калони электро-оптикӣ (r33 = 31 pm/V) ҳуҷайраи хатӣ эффекти Керрс метавонад дар диапазони сершумори дарозии мавҷ кор кунад
Пешрафтҳои охирин дар технологияи литий ниобати филми тунук натиҷаҳои назаррас доданд, аз ҷумла модуляторе, ки дар 260 Гбауд бо суръати маълумот 1,96 Тб/с дар як канал кор мекунад. Платформа дорои бартариҳои беназир ба монанди шиддати гардонандаи бо CMOS мувофиқ ва фарохмаҷрои 3-дБ 100 ГГц мебошад.
Татбиқи технологияи нав
Ташаккули модуляторҳои электрооптикӣ бо барномаҳои нав дар бисёр соҳаҳо зич алоқаманд аст. Дар соҳаи зеҳни сунъӣ ва марказҳои маълумот,модуляторҳои баландсуръатбарои насли ояндаи пайвастҳои байниҳамдигарӣ муҳиманд ва замимаҳои компютерии AI талаботро ба интиқолдиҳандаҳои васлшавандаи 800G ва 1.6T афзоиш медиҳанд. Технологияи модулятор инчунин барои истифода бурда мешавад: коркарди иттилооти квантӣ ҳисоббарории нейроморфӣ. Басомади модуляцияи мавҷи пайваста (FMCW) технологияи фотонҳои микромавҷи лидар
Махсусан, модуляторҳои электро-оптикии литий ниобати лоғар дар муҳаррикҳои коркарди оптикии ҳисоббарорӣ қувват нишон дода, модуляцияи босуръати камқувватро таъмин мекунанд, ки омӯзиши мошинҳо ва барномаҳои зеҳни сунъиро метезонанд. Чунин модуляторҳо инчунин метавонанд дар ҳарорати паст кор кунанд ва барои интерфейсҳои квантӣ-классикӣ дар хатҳои суперноқил мувофиқанд.
Ташаккули модуляторҳои электрооптикии насли оянда бо якчанд мушкилоти асосӣ рӯ ба рӯ мешаванд: Арзиши истеҳсолот ва миқёс: модуляторҳои литий ниобати тунук дар айни замон бо истеҳсоли вафли 150 мм маҳдуданд, ки дар натиҷа хароҷоти баландтар мешавад. Саноат бояд андозаи пластинкаро васеъ карда, дар баробари нигох доштани якранг ва сифати плёнка. Интегратсия ва тарҳрезии муштарак: Рушди бомуваффақиятимодуляторхои сермахсулқобилияти ҳамаҷонибаи тарҳрезии муштаракро талаб мекунад, ки ҳамкории оптоэлектроника ва тарроҳони чипҳои электронӣ, таъминкунандагони EDA, фонтҳо ва коршиносони бастабандӣ доранд. Мушкилии истеҳсолот: Гарчанде ки равандҳои оптоэлектроникаи кремний дар муқоиса бо электроникаи пешрафтаи CMOS камтар мураккабанд, ноил шудан ба кор ва ҳосили устувор таҷрибаи назаррас ва оптимизатсияи равандҳои истеҳсолиро талаб мекунад.
Бо афзоиши AI ва омилҳои геополитикӣ, ин соҳа сармоягузориҳои зиёдро аз ҳукуматҳо, саноат ва бахши хусусӣ дар саросари ҷаҳон ба даст оварда, имкониятҳои навро барои ҳамкории академия ва саноат фароҳам меорад ва ваъда медиҳад, ки инноватсияро суръат мебахшад.
Вақти интишор: Декабр-30-2024