Aukštesnis integruotas plonos plėvelės ličio niobato elektro-optinis moduliatorius

Aukštas tiesiškumasElektro-optinis moduliatoriusir mikrobangų krosnelės fotono programa
Didėjant ryšių sistemų reikalavimams, siekdami dar labiau pagerinti signalų perdavimo efektyvumą, žmonės suliejs fotonus ir elektronus, kad pasiektų papildomus pranašumus, ir gims mikrobangų krosnelės fotonika. Elektrospinizmo moduliatorius reikalingas elektros energijai konvertuoti į šviesąMikrobangų fotoninės sistemos, ir šis pagrindinis žingsnis paprastai lemia visos sistemos veikimą. Kadangi radijo dažnio signalo pavertimas optiniu domenu yra analoginio signalo procesas ir paprastasElektro-optiniai moduliatoriaituri būdingą netiesiškumą, konversijos procese yra rimtų signalų iškraipymų. Norint pasiekti apytikslę linijinę moduliaciją, moduliatoriaus darbo taškas paprastai fiksuojamas esant stačiakampio poslinkio taškui, tačiau jis vis tiek negali atitikti mikrobangų fotono jungties reikalavimus, susijusius su moduliatoriaus tiesiškumu. Norint skubiai reikalingi elektro-optiniai moduliatoriai, turintys didelį tiesiškumą.

Greita silicio medžiagų greičio lūžio rodiklio moduliacija paprastai pasiekiama naudojant laisvojo nešiklio plazmos dispersijos (FCD) efektą. Tiek FCD efektas, tiek PN jungties moduliacija yra netiesinė, todėl silicio moduliatorius yra mažiau linijinis nei ličio niobato moduliatorius. Ličio niobatų medžiagos yra puikiosElektro-optinis moduliavimassavybės dėl jų pučiamųjų efektų. Tuo pačiu metu ličio niobato medžiaga turi didelio pralaidumo, gerų moduliavimo charakteristikų, mažų nuostolių, lengvo integracijos ir suderinamumo su puslaidininkiniu būdu pranašumus, plonos plėvelės ličio niobato naudojimą, kad būtų galima padaryti aukšto našumo elektromoptinį moduliatorių, palyginti su siliconu. Beveik nėra „trumpos plokštės“, bet taip pat siekiant didelio tiesiškumo. Plonos plėvelės ličio niobato (LNOI) elektro-optinis moduliatorius ant izoliatoriaus tapo perspektyvia vystymosi kryptimi. Kuriant plonos plėvelės ličio niobato medžiagų paruošimo technologiją ir bangolaidžių ėsdinimo technologiją, didelis konversijos efektyvumas ir didesnė plonos plėvelės ličio niobato elektro-optinio moduliatoriaus integracija tapo tarptautinės akademinės bendruomenės ir pramonės sritimi.

Plonos plėvelės ličio niobato charakteristikos
Jungtinėse Valstijose DAP AR planavimas padarė šį ličio niobato medžiagų įvertinimą: jei elektroninės revoliucijos centras pavadintas Silicio medžiagos, kuria tai įmanoma, vardu, tada fotonikos revoliucijos gimtinė greičiausiai bus pavadinta ličio niobato vardu. . Taip yra todėl, kad ličio niobatas integruoja elektro-optinį efektą, akusto-optinį efektą, pjezoelektrinį efektą, termoelektrinį efektą ir fotorefakacinį efektą viename, kaip ir silicio medžiagos optikos srityje.

Kalbant apie optinio perdavimo charakteristikas, INP medžiaga yra didžiausia lusto perdavimo nuostoliai dėl šviesos absorbcijos dažniausiai naudojamoje 1550 nm juostoje. SiO2 ir silicio nitridas turi geriausias perdavimo charakteristikas, o nuostoliai gali pasiekti ~ 0,01db/cm lygį; Šiuo metu bangolaidžio ličio niobato bangolaidžio bangolaidžio praradimas gali pasiekti 0,03 dB/cm lygį, o ličio ličio niobato bangolaidžio praradimas gali būti dar labiau sumažėjęs, nuolat tobulinant technologinį lygį technologinio lygio pagerėjimu tokiame technologijos lygmenyje tokiame technologijos lygyje. ateitis. Todėl plonos plėvelės ličio niobato medžiaga parodys gerą pasyvių šviesos struktūrų, tokių kaip fotosintetinis kelias, šuntas ir mikroautobusas, našumas.

Šviesos kartos atžvilgiu tik INP turi galimybę tiesiogiai skleisti šviesą; Todėl, norint pritaikyti mikrobangų krosnių fotonus, būtina įvesti LNOI pagrįstą fotoninių integruotų lustų LNOI pagrindu pagrįstą šviesos šaltinį, naudojant suvirinimo ar epitaksinio augimo atsargas. Kalbant apie šviesos moduliaciją, aukščiau buvo pabrėžiama, kad plonos plėvelės ličio niobato medžiagą lengviau pasiekti didesnį moduliacijos pralaidumą, mažesnę pusės bangų įtampą ir mažesnį perdavimo nuostolį nei INP ir SI. Be to, visoms mikrobangų fotonų pritaikymui labai svarbu aukštas elektro-optinio moduliavimo ličio niobatų medžiagų linijinimas.

Kalbant apie optinį maršruto parinkimą, dėl didelio greičio plonos plėvelės ličio niobato medžiagos elektromopinės reakcijos daro LNOI pagrįstą optinį jungiklį, galintį padaryti greitą optinį maršruto perjungimą, o tokio greito perjungimo energijos suvartojimas taip pat yra labai mažas. Tipiškam integruotos mikrobangų fotono technologijos pritaikymui optiškai kontroliuojama spindulių formavimo lustas turi greitą perjungimą, kad patenkintų greito spindulio nuskaitymo poreikius, o ypač mažos energijos suvartojimo savybės yra gerai pritaikytos griežtoms didelių reikalavimų reikalavimams dideliems reikalavimams dideliems reikalavimams dideliems dideliems reikalavimams dideliems dideliems reikalavimams dideliems dideliems reikalavimams dideliems reikalavimams dideliems reikalavimams dideliems reikalavimams dideliais reikalavimais dideliais reikalavimais dideliais reikalavimais dideliais reikalavimais didelius reikalavimus didelius reikalavimus. -skaitymo fazių matricos sistema. Nors INP pagrįstas optinis jungiklis taip pat gali realizuoti didelės spartos optinio kelio perjungimą, jis sukels didelį triukšmą, ypač kai daugiapakopis optinis jungiklis yra kaskadinis, triukšmo koeficientas bus rimtai pablogėjęs. Silicio, SiO2 ir silicio nitrido medžiagos gali perjungti optinius kelius tik per termooptinį efektą arba nešiklio dispersijos efektą, kuris turi didelės energijos suvartojimo ir lėto perjungimo greičio trūkumus. Kai fazinio masyvo masyvo dydis yra didelis, jis negali atitikti energijos suvartojimo reikalavimų.

Kalbant apie optinį amplifikaciją,Puslaidininkių optinis stiprintuvas (SOA) Remiantis INP, buvo subrendęs komerciniam naudojimui, tačiau jis turi didelio triukšmo koeficiento ir mažo sodrumo išėjimo galios trūkumus, kurie nėra palankūs pritaikant mikrobangų krosnelės fotonus. Plonos plėvelės ličio niobato bangolaidžio parametrinis amplifikacijos procesas, pagrįstas periodiniu aktyvavimu ir inversija, gali pasiekti mažą triukšmą ir didelę galią lusto optinėje amplifikacijoje, o tai gali atitikti integruotos mikrobangų fotonų technologijos reikalavimus, kad būtų galima optiniam chip optiniam amplifikacijai.

Šviesos aptikimo atžvilgiu plonos plėvelės ličio niobatas turi geras perdavimo charakteristikas, kad būtų galima šviesti 1550 nm juostoje. Fotoelektrinės konversijos funkcijos negalima realizuoti, todėl mikrobangų krosnelės fotonų programoms, siekiant patenkinti lusto fotoelektrinio konvertavimo poreikius. „InGaaS“ arba „GE-Si“ aptikimo vienetai turi būti įvesti ant LNOI pagrįstų fotoninių integruotų lustų, atsitraukiant suvirinimą ar epitaksinį augimą. Kalbant apie sujungimą su optiniu pluoštu, nes pats optinis pluoštas yra SiO2 medžiaga, SiO2 bangolaidžio režimo laukas turi aukščiausią atitikimo laipsnį su optinio pluošto režimo lauku, o sukabinimas yra patogiausias. Griežtai riboto plonos plėvelės ličio niobato bangolaidžio režimo lauko skersmuo yra apie 1 μm, kuris visiškai skiriasi nuo optinio pluošto režimo lauko, todėl reikia atlikti tinkamą režimo taško transformaciją, kad jis atitiktų optinio pluošto režimo lauką.

Kalbant apie integraciją, ar įvairios medžiagos turi didelį integracijos potencialą, daugiausia priklauso nuo bangolaidžio lenkimo spindulio (paveiktų bangolaidžio režimo lauko apribojimo). Stipriai apribotas bangolaidis leidžia mažesnį lenkimo spindulį, kuris labiau palankiai įvertina didelę integraciją. Todėl plonos plėvelės ličio niobato bangolaidžiai gali pasiekti didelę integraciją. Todėl plonos plėvelės ličio niobato atsiradimas leidžia ličio niobato medžiagai iš tikrųjų atlikti optinio „silicio“ vaidmenį. Mikrobangų fotonų taikymui plonos plėvelės ličio niobato pranašumai yra akivaizdesni.