ከፍተኛ የተቀናጀ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር

ከፍተኛ መስመራዊነትኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተርእና ማይክሮዌቭ ፎቶን መተግበሪያ
የመገናኛ ስርዓቶች እየጨመረ መስፈርቶች ጋር, ተጨማሪ ጥቅም ምልክቶችን ማስተላለፍ ውጤታማነት ለማሻሻል ሰዎች ተጓዳኝ ጥቅሞች ለማሳካት ፎቶኖች እና ኤሌክትሮኖች ፊውዝ ይሆናል, እና ማይክሮዌቭ ፎቶኒክስ ይወለዳሉ. ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተር ለኤሌክትሪክ ወደ ብርሃን መለወጥ ያስፈልጋልማይክሮዌቭ ፎቶኒክ ስርዓቶች, እና ይህ ቁልፍ እርምጃ አብዛኛውን ጊዜ የአጠቃላይ ስርዓቱን አሠራር ይወስናል. የሬዲዮ ፍሪኩዌንሲ ምልክትን ወደ ኦፕቲካል ጎራ መቀየር የአናሎግ ምልክት ሂደት ስለሆነ እና ተራ ነው።ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞጁሎችበተፈጥሯቸው ያልተለመዱ, በመለወጥ ሂደት ውስጥ ከባድ የሲግናል መዛባት አለ. ግምታዊ የመስመራዊ ሞጁላሽን (modulator) ን (modulator) ለማግኘት የሞዱለተሩ (ኦፕሬቲንግ) ነጥብ (ኦፕሬቲንግ) ነጥብ (ኦፕሬቲንግ) ነጥብ (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬቲንግ) ነጥብ (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬቲንግ) (ነጥብ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ነጥብ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬሽን) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) (ኦፕሬቲንግ) ብዙውን ጊዜ (orthogonal bias) ነጥብ ላይ (orthogonal bias point), ነገር ግን አሁንም (ማይክሮዌቭ ፎቶን ማያያዣ) ለሞጁላተሩ መስመራዊነት (Linearity) መስፈርቶችን ማሟላት አልቻለም. የኤሌክትሮ-ኦፕቲክ ሞዱላተሮች በከፍተኛ መስመር ላይ በአስቸኳይ ያስፈልጋሉ.

የሲሊኮን ቁሶች ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የማጣቀሻ መረጃ ጠቋሚ ብዙውን ጊዜ በነጻ ተሸካሚ ፕላዝማ ስርጭት (FCD) ውጤት ይደርሳል። ሁለቱም የFCD ተጽእኖ እና የፒኤን መጋጠሚያ ሞጁሎች ቀጥታ ያልሆኑ ናቸው፣ ይህም የሲሊኮን ሞዱላተር ከሊቲየም ኒዮባት ሞዱላተር ያነሰ መስመራዊ ያደርገዋል። የሊቲየም ኒዮባቴ ቁሳቁሶች በጣም ጥሩ ናቸውኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ማሻሻያበ Pucker ተጽእኖ ምክንያት ባህሪያት. በተመሳሳይ ጊዜ የሊቲየም ኒዮባቴ ቁሳቁስ ትልቅ የመተላለፊያ ይዘት ፣ ጥሩ የመቀየሪያ ባህሪዎች ፣ ዝቅተኛ ኪሳራ ፣ ቀላል ውህደት እና ከሴሚኮንዳክተር ሂደት ጋር ተኳሃኝነት ፣ ከፍተኛ አፈፃፀም ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዱላተር ለማድረግ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮቢት አጠቃቀም ፣ ከሲሊኮን ጋር ሲነፃፀር። “አጭር ሳህን” የለም ማለት ይቻላል፣ ግን ደግሞ ከፍተኛ መስመራዊነትን ለማግኘት። ኢንሱሌተር ላይ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ (ኤል ኖአይ) ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱላተር ተስፋ ሰጪ የእድገት አቅጣጫ ሆኗል። በቀጭኑ የፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ የቁስ ዝግጅት ቴክኖሎጂ እና የ waveguide etching ቴክኖሎጂ ልማት ከፍተኛ ልወጣ ቅልጥፍና እና ከፍተኛ የቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ኤሌክትሮ ኦፕቲክ ሞዱሌተር ውህደት የአለም አቀፍ አካዳሚክ እና ኢንዱስትሪ ዘርፍ ሆኗል።

ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ባህሪያት
በዩናይትድ ስቴትስ ውስጥ DAP AR እቅድ የሊቲየም ኒዮባቴ ቁሳቁሶች ግምገማ የሚከተለውን አድርጓል፡ የኤሌክትሮኒካዊ አብዮት ማእከል በሲሊኮን ማቴሪያል ስም ከተሰየመ የፎቶኒክስ አብዮት የትውልድ ቦታ በሊቲየም ኒዮባት ስም ሊጠራ ይችላል. . ይህ የሆነበት ምክንያት ሊቲየም ኒዮባቴ ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ተፅእኖን ፣ አኮስታ-ኦፕቲካል ተፅእኖን ፣ ፒኢዞኤሌክትሪክ ተፅእኖን ፣ ቴርሞኤሌክትሪክ ተፅእኖን እና የፎቶሪፍራክቲቭ ተፅእኖን በአንድ ላይ ያዋህዳል ፣ ልክ በኦፕቲክስ መስክ ውስጥ እንዳሉ የሲሊኮን ቁሳቁሶች።

ከኦፕቲካል ማስተላለፊያ ባህሪያት አንፃር የ InP ማቴሪያል በብዛት ጥቅም ላይ በሚውለው 1550nm ባንድ ውስጥ በብርሃን በመምጠጥ ትልቁ በቺፕ ላይ የማስተላለፊያ ኪሳራ አለው። SiO2 እና silicon nitride ምርጥ የመተላለፊያ ባህሪያት አላቸው, እና ኪሳራው ወደ ~ 0.01dB / ሴ.ሜ ደረጃ ሊደርስ ይችላል; በአሁኑ ጊዜ ስስ-ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ሞገድ መጥፋት ወደ 0.03 ዲቢቢ / ሴ.ሜ ሊደርስ ይችላል, እና ቀጭን-ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ሞገድ መጥፋት በቴክኖሎጂ ደረጃ ቀጣይነት ባለው መሻሻል የበለጠ የመቀነስ እድል አለው. ወደፊት. ስለዚህ, ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ቁሳቁስ እንደ ፎቲሲንተቲክ መንገድ, ሹንት እና ማይክሮሪንግ የመሳሰሉ ለብርሃን አወቃቀሮች ጥሩ አፈፃፀም ያሳያል.

በብርሃን ማመንጨት ረገድ, በቀጥታ ብርሃንን የማብራት ችሎታ ያለው ኢንፒ ብቻ ነው; ስለዚህ, ማይክሮዌቭ ፎቶኖች ተግባራዊ ለማድረግ, backloading ብየዳ ወይም epitaxial እድገት መንገድ LNOI የተመሠረተ photonic የተቀናጀ ቺፕ ላይ InP የተመሠረተ ብርሃን ምንጭ ማስተዋወቅ አስፈላጊ ነው. ከብርሃን ሞዲዩሽን አንፃር፣ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ቁስ ከ InP እና Si ይልቅ ትልቅ የመቀየሪያ ባንድዊድዝ፣ የግማሽ ሞገድ ቮልቴጅ ዝቅተኛ እና ዝቅተኛ የማስተላለፊያ ብክነትን ለማግኘት ቀላል እንደሆነ ከላይ አፅንዖት ተሰጥቶታል። በተጨማሪም ፣ የሊቲየም ኒዮባት ቁሳቁሶች የኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ሞዲዩሽን ከፍተኛ መስመራዊነት ለሁሉም ማይክሮዌቭ ፎቶን አፕሊኬሽኖች አስፈላጊ ነው።

ከኦፕቲካል ማዞሪያ አንፃር የ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ቁሳቁስ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው ኤሌክትሮ-ኦፕቲካል ምላሽ LNOI የተመሰረተ የጨረር ማብሪያ / ማብራት / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማብሪያ / ማጥፊያ የኃይል ፍጆታም በጣም ዝቅተኛ ነው. ለተለመደው የተቀናጀ ማይክሮዌቭ ፎቶን ቴክኖሎጂ በኦፕቲካል ቁጥጥር የሚደረግለት የጨረር ቺፕ ፈጣን የጨረር ፍተሻ ፍላጎቶችን ለማሟላት በከፍተኛ ፍጥነት የመቀየር ችሎታ አለው ፣ እና እጅግ በጣም ዝቅተኛ የኃይል ፍጆታ ባህሪዎች ከትላልቅ ጥብቅ መስፈርቶች ጋር የተጣጣሙ ናቸው ። - ልኬት ደረጃ ድርድር ሥርዓት. ምንም እንኳን በ InP ላይ የተመሰረተ የኦፕቲካል ማብሪያ / ማጥፊያ ከፍተኛ ፍጥነት ያለው የኦፕቲካል ዱካ መቀያየርን ሊገነዘብ ቢችልም, ትልቅ ድምጽን ያስተዋውቃል, በተለይም ባለብዙ ደረጃ ኦፕቲካል ማብሪያ / ማጥፊያ ሲሰናከል, የድምፅ ንፅፅር በከፍተኛ ሁኔታ ይበላሻል. የሲሊኮን፣ ሲኦ2 እና የሲሊኮን ናይትራይድ ቁሶች የኦፕቲካል ዱካዎችን በቴርሞ-ኦፕቲካል ተፅእኖ ወይም በድምጸ ተያያዥ ሞደም ስርጭት ውጤት ብቻ መቀየር ይችላሉ፣ ይህም ከፍተኛ የኃይል ፍጆታ እና የዘገየ የመቀያየር ፍጥነት ጉዳቱ ነው። የዝግጅቱ ድርድር መጠን ትልቅ ሲሆን የኃይል ፍጆታ መስፈርቶችን ማሟላት አይችልም.

ከኦፕቲካል ማጉላት አንፃር እ.ኤ.አሴሚኮንዳክተር ኦፕቲካል ማጉያ (SOA) በ InP ላይ የተመሰረተ ለንግድ አገልግሎት የበሰለ ነው, ነገር ግን ከፍተኛ የድምፅ ኮፊሸን እና ዝቅተኛ ሙሌት ውፅዓት ኃይል ጉዳቶች አሉት, ይህም ለማይክሮዌቭ ፎተኖች ተግባራዊ አይሆንም. ወቅታዊ ማግበር እና ተገላቢጦሽ ላይ የተመሠረተ ቀጭን-ፊልም ሊቲየም niobate waveguide ያለውን parametric የማጉላት ሂደት ዝቅተኛ ጫጫታ እና ከፍተኛ ኃይል ላይ-ቺፕ የጨረር ማጉላት ለማሳካት ይችላሉ, በደንብ ላይ ቺፕ ኦፕቲካል ማጉላት የተቀናጀ ማይክሮዌቭ ፎቶን ቴክኖሎጂ መስፈርቶች ማሟላት ይችላሉ.

ከብርሃን ማወቂያ አንፃር ፣ ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ በ 1550 nm ባንድ ውስጥ ወደ ብርሃን ጥሩ የማስተላለፍ ባህሪዎች አሉት። በቺፕ ላይ ያለውን የፎቶ ኤሌክትሪክ መለዋወጥ ፍላጎቶች ለማሟላት, የፎቶ ኤሌክትሪክ መለዋወጥ ተግባር ሊሳካ አይችልም, ስለዚህ ለማይክሮዌቭ ፎቶን አፕሊኬሽኖች. የInGaAs ወይም Ge-Si ማወቂያ ክፍሎችን በLNOI ላይ የተመሰረተ የፎቶኒክ የተቀናጁ ቺፖችን በጀርባ በመጫን ብየዳውን ወይም ኤፒታክሲያል እድገትን ማስተዋወቅ ያስፈልጋል። ከኦፕቲካል ፋይበር ጋር በማጣመር ረገድ ፣ የጨረር ፋይበር ራሱ የ SiO2 ቁሳቁስ ስለሆነ ፣ የ SiO2 waveguide ሞድ መስክ ከኦፕቲካል ፋይበር ሞድ መስክ ጋር ከፍተኛው ተዛማጅ ዲግሪ አለው ፣ እና መጋጠሚያው በጣም ምቹ ነው። የቀጭኑ ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ በጠንካራ የተገደበ የሞገድ ሞድ የመስክ ዲያሜትር 1μm ያህል ነው ፣ይህም ከኦፕቲካል ፋይበር ሞድ መስክ በጣም የተለየ ነው ፣ ስለሆነም ትክክለኛው የሞድ ቦታ ለውጥ ከኦፕቲካል ፋይበር ሞድ መስክ ጋር ለማዛመድ መከናወን አለበት።

ከመዋሃድ አንፃር፣ የተለያዩ ቁሳቁሶች ከፍተኛ የመዋሃድ አቅም ያላቸው መሆን አለመሆናቸው በዋነኝነት የተመካው በሞገድ ጋይድ ራዲየስ (በሞገድ መመሪያው ሞድ መስክ ውስንነት የተጎዳ) ነው። በጠንካራ ሁኔታ የተገደበው የሞገድ መመሪያ አነስተኛ የመተጣጠፍ ራዲየስ ይፈቅዳል, ይህም ከፍተኛ ውህደትን እውን ለማድረግ የበለጠ አመቺ ነው. ስለዚህ, ቀጭን-ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ሞገዶች ከፍተኛ ውህደት የማግኘት እድል አላቸው. ስለዚህ, ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ብቅ ማለት ነው. ለማይክሮዌቭ ፎቶኖች አተገባበር, ቀጭን ፊልም ሊቲየም ኒዮባቴ ጥቅሞች የበለጠ ግልጽ ናቸው.