Modulatora elektro-optîkî ya bilez a lîtyûm tantalat (LTOI)

Leza bilind a lîtyûm tantalat (LTOI)modulatorê elektro-optîk

Trafîka daneyên gerdûnî berdewam dike ku mezin dibe, ji ber pejirandina berfireh a teknolojiyên nû yên wekî 5G û zekaya sûnî (AI), ku ji bo transceiver di hemî astên torên optîkî de dijwarîyên girîng derdixe holê. Bi taybetî, teknolojiya modulatorê elektro-optîk a nifşa din hewce dike ku rêjeyên veguhastina daneyan bigihîne 200 Gbps di yek kanalê de di heman demê de xerckirina enerjiyê û lêçûnan kêm bike. Di çend salên borî de, teknolojiya fotonîk a silîkonê di bazara transceiverên optîkî de bi berfirehî hatiye bikar anîn, bi giranî ji ber ku fotonîk silîkonê dikare bi karanîna pêvajoya CMOS-a gihîştî bi girseyî were hilberandin. Lêbelê, modulatorên elektro-optîk ên SOI-yê ku xwe dispêrin belavbûna hilgir di bandwidth, xerckirina hêzê, vegirtina hilgirên azad û ne-xêzikbûna modulasyonê de bi dijwarîyên mezin re rû bi rû dimînin. Rêyên din ên teknolojîk di pîşesaziyê de InP, lîtyûm nîobata fîlma zirav LNOI, polîmerên elektro-optîkî, û çareseriyên entegrasyona heterojen ên pir-platformî yên din hene. LNOI wekî çareseriya ku dikare performansa çêtirîn di modulasyona leza ultra-bilind û hêza kêm de bi dest bixe tê hesibandin, lêbelê, niha di warê pêvajoya hilberîna girseyî û lêçûnê de hin dijwarî hene. Di demên dawî de, tîmê platformek fotonîk a entegre ya bi lîtyûm tantalat (LTOI) ya fîlma zirav dest pê kir ku xwedî taybetmendiyên fotoelektrîkî yên hêja û hilberîna di pîvanek mezin de ye, ku tê payîn ku di gelek serlêdanan de performansa platformên optîkî yên lîtyûm nîobat û silîkonê bigihîne an jî ji wan derbas bibe. Lêbelê, heta niha, cîhaza bingehîn aragihandina optîkî, modulatorê elektro-optîkî yê leza ultra bilind, di LTOI de nehatiye verast kirin.

Di vê lêkolînê de, lêkolîneran pêşî modulatorê elektro-optîkî yê LTOI sêwirandin, ku avahiya wî di Şekil 1 de tê nîşandan. Bi rêya sêwirandina avahiya her qata lîtyûm tantalat li ser îzoleker û parametreyên elektroda mîkropêlê, lihevhatina leza belavbûnê ya mîkropêl û pêla ronahiyê dimodulatorê elektro-optîkîtê pêkanîn. Ji bo kêmkirina windabûna elektroda mîkropêlê, lêkolîneran di vê xebatê de cara yekem pêşniyara bikaranîna zîv wekî materyalek elektrodê bi îhtîmaleke çêtir kirin, û hat nîşandan ku elektroda zîv windabûna mîkropêlê li gorî elektroda zêr a ku bi berfirehî tê bikar anîn heta %82 kêm dike.

WÊNE 1. Avahiya modulatorê elektro-optîkî ya LTOI, sêwirana hevahengiya qonaxê, ceribandina windabûna elektroda mîkropêlê.

Şekil 2 cîhaza ceribandinê û encamên modulatora elektro-optîk a LTOI ji bo nîşan dide.şîddetê modulkirîtespîtkirina rasterast (IMDD) di pergalên ragihandinê yên optîkî de. Ceribandin nîşan didin ku modulatorê elektro-optîk ê LTOI dikare sînyalên PAM8 bi rêjeya nîşana 176 GBd bi BER-ya pîvandî ya 3.8×10⁻² li jêr sînorê 25% SD-FEC veguhezîne. Ji bo hem 200 GBd PAM4 û hem jî 208 GBd PAM2, BER ji sînorê 15% SD-FEC û 7% HD-FEC pir kêmtir bû. Encamên ceribandina çav û hîstogramê di Şekil 3 de bi dîtbarî nîşan didin ku modulatorê elektro-optîk ê LTOI dikare di pergalên ragihandinê yên bilez de bi xêzikbûna bilind û rêjeya xeletiya bitê ya nizm were bikar anîn.

WÊNE 2 Ceribandin bi karanîna modulatorê elektro-optîk ê LTOI ji boBi şîddetê ve hatîye modulkirinTesbîtkirina Rasterast (IMDD) di sîstema ragihandina optîkî de (a) cîhaza ceribandinê; (b) Rêjeya xeletiya bitê ya pîvandî (BER) ya sînyalên PAM8 (sor), PAM4 (kesk) û PAM2 (şîn) wekî fonksiyonek rêjeya nîşanê; (c) Rêjeya agahdariya bikêrhatî ya derxistî (AIR, xeta xêzkirî) û rêjeya daneya net a têkildar (NDR, xeta zexm) ji bo pîvandinên bi nirxên rêjeya xeletiya bitê yên li jêr sînorê 25% SD-FEC; (d) Nexşeyên çavan û hîstogramên îstatîstîkî di bin modûlasyona PAM2, PAM4, PAM8 de.

Ev xebat yekem modulatorê elektro-optîkî yê LTOI yê bilez bi bandfirehiya 3 dB ya 110 GHz nîşan dide. Di ceribandinên veguhestina IMDD ya tespîtkirina rasterast a modulasyona şîddetê de, cîhaz rêjeya daneya net a yek hilgirê 405 Gbit/s bi dest dixe, ku bi performansa çêtirîn a platformên elektro-optîkî yên heyî yên wekî modulatorên LNOI û plazmayê re tê berhev kirin. Di pêşerojê de, bi karanîna tevlihevtir...Modulatora IQ-êsêwirandin an teknîkên rastkirina xeletiya sînyalê yên pêşkeftîtir, an jî bi karanîna substratên windabûna mîkropêlê yên kêmtir wekî substratên quartz, tê çaverêkirin ku cîhazên lîtyûm tantalat rêjeyên ragihandinê yên 2 Tbit/s an jî bilindtir bi dest bixin. Digel avantajên taybetî yên LTOI, wekî durefrignansa kêmtir û bandora pîvanê ji ber sepandina wê ya berfireh li bazarên din ên fîlterên RF, teknolojiya fotonîk a lîtyûm tantalat dê çareseriyên kêm-mesref, kêm-hêz û ultra-leza bilind ji bo torên ragihandinê yên optîkî yên bilez ên nifşê pêşerojê û pergalên fotonîk ên mîkropêlê peyda bike.