Rêzika bilindmodulator elektro-optîkû serîlêdana fotonê mîkro
Bi zêdebûna hewcedariyên pergalên ragihandinê re, ji bo ku bêtir kargêriya veguheztina sînyalan baştir bikin, mirov dê foton û elektronan bi hev ve bixin da ku bigihîjin avantajên temamker, û fotonîkên mîkropêlan dê çêbibin.Modulatorê elektro-optîkî ji bo veguheztina elektrîkê bo ronahiyê hewce yesîstemên fotonîkî yên mîkro, û ev gava sereke bi gelemperî performansa tevahiya pergalê diyar dike.Ji ber ku veguheztina sînyala frekansa radyoyê bo qada optîkî pêvajoyek nîşana analog e, û asayî yemodulatorên elektro-optîkîxwedan nehêliya xwerû ye, di pêvajoya veguheztinê de guheztinek ciddî ya nîşanê heye.Ji bo ku bigihîje modulasyona xêzikî ya nêzîk, xala xebitandinê ya modulatorê bi gelemperî li xala biasê ya ortogonal tête sabît kirin, lê dîsa jî ew nikare hewcedariyên girêdana fotonê ya mîkrojenê ji bo rêzika modulatorê bicîh bîne.Modulatorên elektro-optîk ên bi xêziya bilind bi lezgînî hewce ne.
Modulasyona îndeksa refraksiyonê ya bilez a materyalên silicon bi gelemperî bi bandora belavkirina plazmaya hilgirê belaş (FCD) ve tê bidestxistin.Hem bandora FCD û hem jî modulasyona hevberdana PN nehêl in, ku modulatorê siliconê ji modulatorê niobate lîtium kêmtir xêz dike.Materyalên niobate yên lîtiumê xweş nîşan didinmodulasyona elektro-optîkîtaybetmendiyên ji ber bandora wan a Pucker.Di heman demê de, materyalê niobate lîtium xwedan avantajên firehiya bandê ya mezin, taybetmendiyên modulasyonê yên baş, windabûna kêm, yekbûnek hêsan û lihevhatina bi pêvajoya nîvconductor re, karanîna fîlima zirav a lithium niobate ji bo çêkirina modulatorê elektro-optîkî ya performansa bilind, li gorî silicon. hema hema tune "plate kurt", di heman demê de ji bo bidestxistina xêzbûna bilind.Modulatorê elektro-optîkî ya fîlima nazik a lithium niobate (LNOI) li ser însulatorê bûye rêgezek pêşkeftinê ya hêvdar.Bi pêşkeftina teknolojiya amadekirina materyalê ya lîtium niobate fîlima nazik û teknolojiya guheztina pêlêdan, karbidestiya veguheztina bilind û entegrasyona bilind a modulatorê elektro-optîkî ya lîtium niobate fîlima nazik bûye qada akademî û pîşesaziyê ya navneteweyî.
Taybetmendiyên fîlima zirav a lithium niobate
Li Dewletên Yekbûyî DAP AR plansaziya jêrîn li ser materyalên niobate lîtium kiriye: heke navendê şoreşa elektronîkî li gorî materyalê siliconê ku ev gengaz dike were nav kirin, wê hingê dibe ku cîhê jidayikbûna şoreşa fotonîkî bi navê niobate lîtium were nav kirin. .Ev e ji ber ku niobate lîtium bandora elektro-optîkî, bandora acousto-optîkî, bandora piezoelektrîkî, bandora termoelektrîkî û bandora fotorefraktîkî li yek yek dike, mîna materyalên silicon di warê optîkê de.
Di warê taybetmendiyên veguheztina optîkî de, materyalê InP ji ber vegirtina ronahiyê di bendera 1550nm ya ku bi gelemperî tê bikar anîn de windabûna veguheztina ser-çîpê ya herî mezin e.SiO2 û nîtrîda silicon xwedan taybetmendiyên veguheztinê yên çêtirîn in, û winda dikare bigihîje asta ~ 0.01dB / cm;Heya nuha, wendabûna pêla lîtium nîobate fîlima nazik dikare bigihîje asta 0,03dB/cm, û windabûna pêla lîtium niobate-fîlma nazik bi pêşkeftina domdar a asta teknolojîk re potansiyela wê heye ku bêtir kêm bibe. dahatû.Ji ber vê yekê, materyalê lîtium niobate fîlima zirav dê performansa baş ji bo strukturên ronahiya pasîf ên wekî riya fotosentetîkî, şunt û mîkroring nîşan bide.
Di warê hilberîna ronahiyê de, tenê InP xwedan şiyana ku rasterast ronahiyê derdixe heye;Ji ber vê yekê, ji bo serîlêdana fotonên mîkropêl, pêdivî ye ku meriv çavkaniya ronahiyê ya li ser bingeha InP-ê li ser çîpa yekbûyî ya fotonîkî ya bingehîn a LNOI bi riya welding an mezinbûna epîtaksial a paşvekêşanê bide nasandin.Di warê modulasyona ronahiyê de, li jor hate destnîşan kirin ku materyalê lîtium niobate fîlima nazik ji InP û Si hêsantir e ku meriv pêlava modulasyonê ya mezintir, voltaja nîv-pêl kêmtir û windabûna veguheztinê kêmtir e.Digel vê yekê, xêziya bilind a modulasyona elektro-optîkî ya materyalên lîtium niobate fîlima zirav ji bo hemî serîlêdanên fotonê yên mîkropê hewce ye.
Di warê rêveçûna optîkî de, berteka elektro-optîkî ya bilez a materyalê niobate lîtium fîlima nazik dihêle ku guheztina optîkî ya bingehîn a LNOI bikaribe veguheztina rêça optîkî ya bi lez û bez, û xerckirina hêzê ya veguheztina bi leza bilind jî pir kêm e.Ji bo sepana tîpîk a teknolojiya fotonê mîkropêla yekbûyî, çîpa tîrêjê ya ku bi optîkî ve hatî kontrol kirin xwedan şiyana guheztina bilez a bilez e ku hewcedariyên şopandina tîrêjê ya bilez bicîh bîne, û taybetmendiyên xerckirina hêza ultra-kêm baş bi hewcedariyên hişk ên mezin têne adapte kirin. -pîvana pergala array qonaxa.Her çend guheztina optîkî ya bingehîn a InP-ê di heman demê de guheztina riya optîkî ya bilez jî fêm bike, ew ê dengek mezin derxîne, nemaze dema ku guheztina optîkî ya pir-astî biqelişe, rêjeya deng dê bi giranî xirab bibe.Materyalên silicon, SiO2 û silicon nitride tenê dikarin rêyên optîkî bi bandora termo-optîkî an bandora belavbûna hilgirê veguhezînin, ku xwedan dezawantajên xerckirina hêzê ya bilind û leza veguheztina hêdî ye.Dema ku mezinahiya rêza rêza qonaxê mezin be, ew nikare hewcedariyên xerckirina hêzê bicîh bîne.
Di warê zêdekirina optîkî de, yaamplifikatorê optîk nîvconductor (SOA) li ser bingeha InP-ê ji bo karanîna bazirganî gihîştî bûye, lê kêmasiyên wê yên rêjeya dengê bilind û hêza hilberîna têrbûnê ya kêm heye, ku ji bo serîlêdana fotonên mîkropêlê ne guncan e.Pêvajoya bihêzkirina parametrîkî ya lîtium niobate rêvekirina fîlima nazik a ku li ser bingeha aktîvkirin û veguheztina periyodîk pêk tê, dikare bigihîje dengek kêm û hêza bilind li ser çîpê zêdekirina optîkî, ku baş dikare hewcedariyên teknolojiya fotonê ya mîkropêla yekbûyî ya ji bo zêdekirina optîkî ya li ser-çîpê bicîh bîne.
Di warê vedîtina ronahiyê de, fîlima zirav a lîtium niobate xwedan taybetmendiyên veguheztina baş ji ronahiyê re di band 1550 nm de ye.Fonksiyona veguherîna fotoelektrîkê nikare were fêhm kirin, ji ber vê yekê ji bo serîlêdanên fotonên mîkropêl, da ku hewcedariyên veguherîna fotoelektrîkê ya li ser çîpê bicîh bîne.Pêdivî ye ku yekîneyên tespîtkirina InGaAs an Ge-Si li ser çîpên yekbûyî yên fotonîkî yên bingehîn ên LNOI-ê bi welding an mezinbûna epîtaksial a paşîn ve werin danîn.Di warê pevgirêdana bi fîbera optîkî de, ji ber ku fîbera optîkî bixwe materyalê SiO2 ye, qada modê ya pêlêkêşê SiO2 bi qada moda fîbera optîkî re asta herî bilind a hevahengiyê heye, û hevgirtinê herî rehet e.Pîvana qada modê ya rêvebirê pêla bi tundî ya sînorkirî ya lîtium niobate fîlima nazik bi qasî 1 μm e, ku ji qada modê ya fîbera optîkî pir cûda ye, ji ber vê yekê pêdivî ye ku veguherîna cîhê moda rast were kirin da ku bi qada modê ya fîbera optîkî re têkildar be.
Di warê entegrasyonê de, gelo materyalên cihêreng xwedan potansiyelek întegrasyonê ya bilind in, bi giranî bi tîrêjê guheztina pêlêkê ve girêdayî ye (bi sînorkirina qada moda pêlê ve tê bandor kirin).Rêvebira pêlê ya bi tundî sînorkirî rê dide tîrêjek guheztinê ya piçûktir, ku ji bo pêkanîna entegrasyona bilind guncantir e.Ji ber vê yekê, pêlên pêlên niobate yên lîtium-fîlmê tenik xwedî potansiyel in ku bigihîjin entegrasyona bilind.Ji ber vê yekê, xuyangkirina fîlima zirav a lithium niobate dihêle ku materyalê niobate lîtium bi rastî rola "silicon" ya optîkî bilîze.Ji bo serîlêdana fotonên mîkrofê, avantajên fîlima zirav a lîtium niobate diyartir in.
Dema şandinê: Avrêl-23-2024