Lineokary çyzyklylykelektro-optiki modulýatorwe mikrotolkunly foton goýmasy
Aragatnaşyk ulgamlarynyň talaplarynyň artmagy bilen, signallaryň geçiriş netijeliligini has-da ýokarlandyrmak üçin adamlar goşmaça artykmaçlyklary gazanmak üçin fotonlary we elektronlary birleşdirerler we mikrotolkunly fotonikler dörär.Elektro-optiki modulýator elektrik toguny ýagtylyga öwürmek üçin zerurdyrmikrotolkunly fotoniki ulgamlarwe bu esasy ädim adatça tutuş ulgamyň işleýşini kesgitleýär.Radio ýygylyk signalynyň optiki domene öwrülmegi analog signal prosesi we adatyelektro-optiki modulýatorlarmahsus çyzykly däl, öwrüliş prosesinde çynlakaý signal ýoýulmasy bar.Takmynan çyzykly modulýasiýa ýetmek üçin modulýatoryň iş nokady adatça ortogonal ikitaraplaýyn nokatda kesgitlenýär, ýöne modulýatoryň çyzyklylygy üçin mikrotolkunly foton baglanyşygynyň talaplaryny kanagatlandyryp bilmeýär.Lineokary çyzykly elektro-optiki modulýatorlar gyssagly zerur.
Silikon materiallarynyň ýokary tizlikli refraktiw indeks modulýasiýasy, adatça erkin göterijiniň plazma dispersiýasy (FCD) täsiri bilen gazanylýar.FCD täsiri we PN birleşmesi moduliýasy çyzykly däl, bu kremniniň modulýatoryny litiý niobat modulýatoryndan has çyzykly edýär.Lityum niobat materiallary ajaýyp görkezýärelektro-optiki modulýasiýahäsiýetleri, Pucker täsiri sebäpli.Шул “gysga tabak” diýen ýaly däl, ýokary çyzyklylygy gazanmak üçinem.Izolýatorda inçe film litiý niobat (LNOI) elektro-optiki modulýator geljegi uly ösüş ugruna öwrüldi.Inçe film litiý niobat material taýýarlaýyş tehnologiýasynyň we tolkun gorag usuly tehnologiýasynyň ösmegi bilen ýokary öwrüliş netijeliligi we inçe film litiý niobat elektro-optiki modulýatorynyň has ýokary integrasiýasy halkara akademiýasynyň we senagatynyň ugruna öwrüldi.
Inçe film litiý niobatyň aýratynlyklary
Amerikanyň Birleşen Ştatlarynda DAP AR meýilnamasy litiý niobat materiallaryna şu aşakdaky baha berdi: eger elektron rewolýusiýanyň merkezi mümkin bolan kremniý materialynyň adyny göterýän bolsa, onda fotonika rewolýusiýasynyň doglan ýeri litiý niobatyň ady bilen atlandyrylar; .Sebäbi litiý niobat optika pudagyndaky kremniý materiallary ýaly elektro-optiki täsiri, akusto-optiki täsiri, piezoelektrik täsirini, termoelektrik täsirini we fotorefraktiw täsirini birleşdirýär.
Optiki geçiriş aýratynlyklary nukdaýnazaryndan, InP materialy, köplenç ulanylýan 1550nm zolakda ýagtylygyň siňdirilmegi sebäpli iň uly çip geçiriş ýitgisine eýe.SiO2 we kremniý nitrid iň gowy geçiriş aýratynlyklaryna eýedir we ýitgi ~ 0.01dB / sm derejesine ýetip biler;Häzirki wagtda inçe filmli litiý niobat tolkun goragçysynyň tolkun gorag ýitgisi 0.03dB / sm derejesine ýetip biler we inçe filmli litiý niobat tolkun goragçysynyň ýitmegi, tehnologiki derejäniň yzygiderli gowulaşmagy bilen hasam azalmak mümkinçiligine eýe. gelejek.Şonuň üçin inçe film litiý niobat materialy, fotosintetiki ýol, aw we mikrorlamak ýaly passiw ýagtylyk gurluşlary üçin gowy öndürijilik görkezer.
Lightagtylyk öndürmek nukdaýnazaryndan diňe InP ýagtylygy göni çykarmak ukybyna eýedir;Şonuň üçin mikrotolkunly fotonlary ulanmak üçin, kebşirleýiş ýa-da epitaksial ösüş arkaly LNOI esasly fotonik integral çipde InP esasly ýagtylyk çeşmesini tanatmak zerur.Lightagtylyk modulýasiýasy nukdaýnazaryndan, inçe film litiý niobat materialynyň has uly modulirleme zolagyna, ýarym tolkun naprýa .eniýesine we InP we Si-den has pes geçiriş ýitgisine ýetmek has aňsatdygy nygtaldy.Mundan başga-da, inçe filmli litiý niobat materiallarynyň elektro-optiki modulýasiýasynyň ýokary çyzyklylygy, mikrotolkunly foton programmalarynyň hemmesi üçin zerurdyr.
Optiki marşrutlaşdyryş nukdaýnazaryndan inçe filmli litiý niobat materialynyň ýokary tizlikli elektro-optiki jogaby LNOI esasly optiki wyklýuçatelini ýokary tizlikli optiki marşrut kommutasiýasyna öwürýär we şeýle ýokary tizlikli kommutatoryň güýji hem gaty pes.Integrirlenen mikrotolkunly foton tehnologiýasyny adaty ulanmak üçin optiki gözegçilikde saklanýan şöhlelendiriji çip, çalt şöhläni gözlemek zerurlyklaryny kanagatlandyrmak üçin ýokary tizlikli kommutasiýa ukybyna eýedir we aşa pes energiýa sarp etmegiň aýratynlyklary uly talaplara gowy uýgunlaşdyryldy - yzygiderli tapgyrlaýyn massiw ulgamy.InP esasly optiki wyklýuçatel ýokary tizlikli optiki ýol kommutasiýasyny hem amala aşyryp bilse-de, uly ses çykarar, esasanam köp derejeli optiki wyklýuçatel kaskad edilende ses koeffisiýenti çynlakaý ýaramazlaşar.Silikon, SiO2 we kremniý nitrit materiallary diňe ýokary energiýa sarp etmegiň we haýal kommutasiýa tizliginiň kemçilikleri bolan termo-optiki täsir ýa-da daşaýjy dispersiýa effekti arkaly optiki ýollary üýtgedip biler.Fazaly massiwiň massiwiniň ululygy uly bolsa, energiýa sarp etmegiň talaplaryny kanagatlandyryp bilmez.
Optiki güýçlendirme nukdaýnazaryndanýarymgeçiriji optiki güýçlendiriji (SOA) InP esasly täjirçilik maksatly ulanmak üçin kämillik ýaşyna ýetdi, ýöne ýokary ses koeffisiýentiniň we mikrotolkunly fotonlaryň ulanylmagyna amatly bolmadyk pes doýma çykaryş güýjüniň kemçilikleri bar.Döwürleýin işjeňleşdirme we inwersiýa esasynda inçe filmli litiý niobat tolkun goragçysynyň parametriki güýçlendirme prosesi pes ses we ýokary güýçli çip optiki güýçlendirme gazanyp biler, bu bolsa çipdäki optiki güýçlendirmek üçin integrirlenen mikrotolkun foton tehnologiýasynyň talaplaryna laýyk bolup biler.
Lightagtylygy kesgitlemek nukdaýnazaryndan inçe film litiý niobat 1550 nm zolakda ýagtylyga gowy geçiriş aýratynlyklaryna eýedir.Fotoelektrik öwrülişiginiň funksiýasyny amala aşyryp bolmaýar, şonuň üçin mikrotolkunly foton programmalary üçin, çipdäki fotoelektrik öwrülişiginiň zerurlyklaryny kanagatlandyrmak üçin.InGaAs ýa-da Ge-Si kesgitleýiş bölümleri, LNOI esasly fotonik integral çiplerde kebşirleme ýa-da epitaksial ösüş arkaly ýüklenmeli.Optiki süýüm bilen birikdirmek nukdaýnazaryndan, optiki süýümiň özi SiO2 materialy bolany üçin, SiO2 tolkun goragçysynyň re fieldim meýdany optiki süýümiň re fieldim meýdany bilen iň ýokary laýyklyk derejesine eýe we birikdirmek iň amatlydyr.Inçe film litiý niobatyň berk çäklendirilen tolkun goragçysynyň re fieldim meýdanynyň diametri takmynan 1μm bolup, optiki süýümiň re fieldim meýdanyndan düýpgöter tapawutlanýar, şonuň üçin optiki süýümiň re fieldim meýdanyna laýyk re modeim ýerini üýtgetmek zerur.
Integrasiýa nukdaýnazaryndan, dürli materiallaryň ýokary integrasiýa potensialyna eýe bolmagy, esasan, tolkun goragçysynyň egilme radiusyna baglydyr (tolkun gorag re fieldiminiň meýdanynyň çäklendirilmegine täsir edýär).Güýçli çäklendirilen tolkun goragçysy, ýokary integrasiýany amala aşyrmak üçin has amatly has kiçi egilme radiusyna mümkinçilik berýär.Şonuň üçin inçe filmli litiý niobat tolkun goragçylary ýokary integrasiýa gazanmak mümkinçiligine eýe.Şonuň üçin litiý niobatyň inçe filminiň peýda bolmagy litiý niobat materialynyň hakykatdanam optiki “kremniniň” roluny ýerine ýetirmegine mümkinçilik döredýär.Mikrotolkunly fotonlary ulanmak üçin inçe film litiý niobatyň artykmaçlyklary has aýdyňdyr.
Iş wagty: Apr-23-2024