Tyrimų eigaPlonasluoksnis ličio niobato elektrooptinis moduliatorius
Elektrooptinis moduliatorius yra pagrindinis optinės ryšio sistemos ir mikrobangų fotoninės sistemos įtaisas. Jis reguliuoja šviesą, sklindančią laisvoje erdvėje arba optiniame bangolaidyje, keisdamas medžiagos lūžio rodiklį, kurį sukelia veikiantis elektrinis laukas. Tradicinis ličio niobataselektrooptinis moduliatoriusNaudojama birių ličio niobato medžiaga kaip elektrooptinė medžiaga. Monokristalinė ličio niobato medžiaga yra lokaliai legiruojama, kad susidarytų bangolaidis titano difuzijos arba protonų mainų būdu. Lūžio rodiklio skirtumas tarp pagrindinio sluoksnio ir apvalkalo sluoksnio yra labai mažas, o bangolaidis prastai jungiasi prie šviesos lauko. Bendras supakuoto elektrooptinio moduliatoriaus ilgis paprastai yra 5–10 cm.
Ličio niobato ant izoliatoriaus (LNOI) technologija suteikia efektyvų būdą išspręsti didelių ličio niobato elektrooptinių moduliatorių dydžio problemą. Bangolaidžio šerdies sluoksnio ir apvalkalo sluoksnio lūžio rodiklio skirtumas siekia iki 0,7, o tai labai pagerina bangolaidžio optinio režimo surišimo galimybes ir elektrooptinio reguliavimo efektą, todėl ši technologija tapo elektrooptinių moduliatorių srities tyrimų objektu.
Dėl mikroapdirbimo technologijos pažangos sparčiai tobulėjo elektrooptiniai moduliatoriai, pagrįsti LNOI platforma, o tai rodo vis kompaktiškesnio dydžio ir nuolatinio našumo gerėjimo tendenciją. Atsižvelgiant į naudojamą bangolaidžio struktūrą, tipiški plonasluoksniai ličio niobato elektrooptiniai moduliatoriai yra tiesiogiai išėsdinti bangolaidžiai elektrooptiniai moduliatoriai, įkrauti hibridiniai...bangolaidžių moduliatoriaiir hibridiniai silicio integruoti bangolaidžio elektrooptiniai moduliatoriai.
Šiuo metu patobulinus sauso ėsdinimo procesą, gerokai sumažėja plonasluoksnio ličio niobato bangolaidžio nuostoliai, o keteros įtempimo metodas išsprendžia didelio ėsdinimo proceso sudėtingumo problemą ir leidžia sukurti ličio niobato elektrooptinį moduliatorių, kurio pusbangės įtampa yra mažesnė nei 1 V, o derinys su brandžia SOI technologija atitinka fotonų ir elektronų hibridinės integracijos tendencijas. Plonasluoksnio ličio niobato technologija turi pranašumų, nes ji leidžia įgyvendinti mažo nuostolio, mažo dydžio ir didelio pralaidumo integruotą elektrooptinį moduliatorių luste. Teoriškai prognozuojama, kad 3 mm plonasluoksnis ličio niobatas gali būti naudojamas kaip stūmoklinis ir traukos mechanizmas.M⁃Z moduliatoriai3 dB elektrooptinio dažnio juosta gali siekti iki 400 GHz, o eksperimentiškai paruošto plonasluoksnio ličio niobato moduliatoriaus dažnių juosta, kaip pranešama, yra kiek didesnė nei 100 GHz, o tai vis dar toli nuo teorinės viršutinės ribos. Pagrindinių struktūrinių parametrų optimizavimas suteikia ribotą pagerėjimą. Ateityje, tiriant naujus mechanizmus ir struktūras, pavyzdžiui, projektuojant standartinį koplanarinį bangolaidį elektrodą kaip segmentuotą mikrobangų elektrodą, moduliatoriaus veikimas gali būti dar labiau pagerintas.
Be to, integruotų moduliatorių lustų pakavimo ir heterogeninės integracijos su lazeriais, detektoriais ir kitais įrenginiais lustuose realizavimas yra ir galimybė, ir iššūkis būsimai plonasluoksnių ličio niobato moduliatorių plėtrai. Plonasluoksnis ličio niobato elektrooptinis moduliatorius atliks svarbesnį vaidmenį mikrobangų fotonų, optinio ryšio ir kitose srityse.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 7 d.