Kaluwihan lan pentinge film tipis litium niobate ing teknologi foton sing terintegrasi
Teknologi Microwave PhotonNduwe kaluwihan bandwidth sing akeh, kemampuan pangolahan paralel sing kuwat lan kerugian transmisi kurang, sing nduweni potensial peralatan teknis kayata radar, perang elektronik, komunikasi elektronik lan kontrol. Nanging, sistem foton mikro adhedhasar piranti diskriminasi duwe masalah kayata jumlah gedhe, bobote abot lan stabilitas sing kurang apik, sing paling serius, sing serius teknologi foton mikropa ing platform udara lan platform udara. Mula, teknologi fotohve Microwave Integrasi dadi dhukungan sing penting kanggo ngilangi aplikasi saka fotowon mikro ing sistem informasi elektronik militer lan menehi lamasan teknologi mikro bakul mikro.
Ing saiki, teknologi integrasi Photronic Photronic basis lan teknologi integrasi adhedhasar Inp-basis wis luwih diwasa sawise pirang-pirang taun komunikasi optik, lan akeh produk wis dilebokake ing pasar. Nanging, kanggo aplikasi fotowon mikro, ana sawetara masalah ing rong jinis teknologi integrasi fotocal iki, yaiku, modulator nonlinear-optik lan modulator sing ora ana gandhengane karo teknologi microwave; Contone, ngalih silikon optik sing nyadari ngalih path optik, apa efek piezoelektrik, utawa konsumsi panas kanthi cepet, lan ora bisa nyusun scanning cepet, lan bisa uga aplikasi scanning scream cepet lan aplikasi fotowave scree sing cepet lan aplikasi fotowave scene.
Lithium Niobate mesthi dadi pilihan pisanan kanthi cepetModulasi elektro-optikbahan amarga efek optik linear sing apik banget. Nanging, lithium niobate tradisionalModulator Electro-Optikdigawe saka bahan kristal niohum nioum nioum sing gedhe banget, lan ukuran piranti gedhe banget, sing ora bisa nyukupi kebutuhan teknologi foton microwave Integrasi. Cara nggabungake lithium niobate kanthi koefisien elektik linear kanthi koefisien optik linear menyang sistem teknologi fotohve sing introbave Integrasi dadi target peneliti sing relevan. Ing taun 2018, tim riset saka Universitas Harvard ing Amerika Serikat pisanan nglaporake teknologi integrasi fotronic adhedhasar, lan teknologi sing dhuwur-industri ing lapangan integrasi sing dhuwur lan industri ing bidang integrasi Photronic lan kotolik mikro. Saka perspektif aplikasi photon gelombang mikro, kertas iki ngrancang pengaruh teknologi integrasi photo adhedhasar film litium niobate kanggo ngembangake teknologi foton microwave.
Film tipis litium niobate materi lan tipisModulator Niobium Niobator
Ing rong taun kepungkur, bahan jinis litium niobate anyar wis muncul, yaiku film lithium sing ditetepake saka kristal niobium gedhe kanthi cara "Ion irisan-irisan (5], sing diarani film lithium tipis ing kertas iki. Gelombang RidgeGuides kanthi dhuwur luwih saka 100 nanometer bisa etched ing film tipis litium nihium kanthi biaya etchuides garing kanthi luwih saka 0,02), kaya sing diwatesi saka etcumides saka 0,0 (sing paling dhuwur tinimbang sing diwatesi saka 0,0 (sing paling dhuwur tinimbang sing diwatesi). modulator. Mangkono, migunani kanggo nggayuh voltase setengah gelombang luwih murah lan bandwidth modulasi sing luwih gedhe ing dawa sing luwih cendhek.
Penampilan waficeride submisron sing kurang lethium niobiide ngilangi bottleneck saka modulator electro-optik tradisional Lithium niobator. Jarak elektrode bisa dikurangi dadi ~ 5 μm, lan tumpang tindih ing antarane kolom listrik lan kolom Mode Optik saya tambah akeh tinimbang 20-1 nganti kurang saka 2,8 v · cm. Mula, ing ngisor voltase gelombang setengah sing padha, dawane piranti bisa dikurangi banget dibandhingake karo modulator tradisional. Ing wektu sing padha, sawise ngoptimalake paramèter saka jembaré, kekandelan lan interval saka elektrode gelombang perjalanan, kaya sing ditampilake ing tokoh kasebut, modulator bisa duwe kemampuan bandwidth modulasi sing luwih dhuwur tinimbang 100 GHz.
Gambar.1 (a) Distribusi mode sing diwilang lan (b) gambar salib-waveguide ln
WECH.2 (a) struktur wagguide lan elektroda lan (b) CORPORPLE saka Modulator LN
Perbandingan saka film lithium niobator karo modulator komersial tradisional, modulator berbasis silikon lan modulator indium phosphide (inp) lan modulator optik electro silicida (inp) lan modern liyane sing ana ing perbandingan:
(1) Produk volt setengah gelombang (v · · l, cm), ngukur efisiensi modulasi modulator, sing luwih cilik, sing luwih cilik, sing luwih cilik.
(2) 3 bandwidth modulasi (GHz), sing ngukur nanggepi modulator kanggo modulasi frekuensi dhuwur;
(3) rugi sisipan optik (DB) ing wilayah modulasi. Iki bisa dideleng saka tabel sing modul tipis film litium niobator sing jelas ing bandwidth modulasi, voltase gelombang setengah gelombang, kerugian interpolasi optik lan sapiturute.
Silikon, minangka gagang optoelektronik terpadu, wis dikembangake nganti saiki, proses kasebut wis diwasa, lan modulasi kanthi akeh komunikasi lancar. Mekanisme modulasi elektro optik silikon utamane operasional depling-tion, injeksi operator lan akumulasi operator. Antarane, bandwidth modulator paling optimal karo mekanisme penyebaran operator operator linier, nanging amarga distribusi lapangan optik lan efek panyebaran nomer loro sing ora ana gandhengane karo efek penyerapan sing ora bisa diilangi, sing bakal nyebabake pengurangan modulasi optik Amplitude lan distorsi sinyal.
Modulator Inp wis efek Efek Elektrik-Optik sing luar biasa, lan struktur kuantum multi-lapisan kasebut bisa ngerteni modulator voltase sing paling dhuwur lan kurang apik karo vπulator vπulator sing sithik lan vπ · l nganti 0.156v · mm. Nanging, variasi indeks biasan karo lapangan listrik kalebu istilah linear lan nonlinoar, lan kenaikan intensitas lapangan listrik bakal nggawe efek tatanan kapindho. Mula, modulator elektrom lan optik inp kudu ngetrapake bias kanggo mbentuk pn Junction nalika nyambut gawe, lan pn Junction bakal nggawa kerugian penyerapan. Nanging, ukuran modulator kasebut loro cilik, ukuran modulator inp komersial yaiku 1/4 saka modulator lN. Efisiensi modulasi sing dhuwur, cocog kanggo kapadhetan dhuwur lan jaringan transmisi optik sing ringkes digital kayata pusat data. Efek elektro-optik lithium niobate ora ana mekanisme penyerapan cahya lan rugi sing kurang, sing cocog kanggo koheren jarak sing dawaKomunikasi optikkanthi kapasitas gedhe lan tingkat dhuwur. Ing aplikasi foton mikro, koefisien electro-optik SI lan Inp yaiku nonlinear, sing ora cocog kanggo sistem foton microwave sing ngupayakake linearitas lan dinamika gedhe. Bahan niobate litium cocog kanggo aplikasi foton mikrowave amarga koefisien modulasi sing lengkap.
Wektu Pos: Apr-22-2024