Высокая лінейнасцьЭлектра-аптычны мадулятарі мікрахвалевы фатон
З павелічэннем патрабаванняў сістэм сувязі, каб яшчэ больш павысіць эфектыўнасць перадачы сігналаў, людзі будуць залівацца фатонамі і электронамі для дасягнення дадатковых пераваг, а таксама нараджаецца мікрахвалевая фатоніка. Электра-аптычны мадулятар неабходны для пераўтварэння электраэнергіі на асвятленне ўМікрахвалевыя фатонныя сістэмы, і гэты ключавы крок звычайна вызначае прадукцыйнасць усёй сістэмы. Паколькі пераўтварэнне радыёчастотнага сігналу ў аптычны дамен з'яўляецца аналагавым працэсам сігналу і звычайнымЭлектра-аптычныя мадулятарыУласцівыя нелінейнасці, у працэсе пераўтварэння існуе сур'ёзнае скажэнне сігналу. Для дасягнення прыблізнай лінейнай мадуляцыі, кропка працы мадулятара звычайна фіксуецца ў артаганальнай кропцы зрушэння, але ўсё яшчэ не можа адпавядаць патрабаванням мікрахвалевай фатонскай спасылкі для лінейнасці модулятара. Электра-аптычныя мадулятары з высокай лінейнасцю неабходныя тэрмінова.
Мадуляцыя высокахуткаснага праламлення ў крэмніевым матэрыяле звычайна дасягаецца эфектам дысперсіі плазмы свабоднага носьбіта (FCD). Як эфект FCD, так і мадуляцыя PN -развязкі нелінейныя, што робіць мадулятар крэмнію менш лінейным, чым літый -ніёбата -мадулятар. Матэрыялы літыя ніёбата дэманструюць выдатнаЭлектра-аптычная мадуляцыяУласцівасці з -за іх эфекту. У той жа час, літый-ніёбат-матэрыял мае перавагі вялікай прапускной здольнасці, добрых характарыстык мадуляцыі, нізкай страты, лёгкай інтэграцыі і сумяшчальнасці з паўправадніковым працэсам, выкарыстаннем тонкай плёнкі літыя ніёбата, каб зрабіць высокапрадукцыйны электра-аптычны мадулятар, параўноўваецца з сіліконам практычна без "кароткай пласціны", а таксама для дасягнення высокай лінейнасці. Электра-аптычны мадулятар літый Niobate (LNOI) на ізалятары стаў перспектыўным кірункам развіцця. З распрацоўкай тэхналогіі падрыхтоўкі матэрыялаў з тонкай плёнкай літыя і тэхналогіі тручэння хваляводаў, высокая эфектыўнасць канверсіі і больш высокая інтэграцыя электра-аптычнага модулятара тонкай плёнкі Niobate сталі полем міжнароднай акадэміі і прамысловасці.
Характарыстыка тонкай плёнкі літыя ніёбата
У ЗША планаванне DAP AR зрабіла наступную ацэнку матэрыялаў літыя ніёбата: калі цэнтр электроннай рэвалюцыі будзе названы ў гонар крэмніевага матэрыялу, які робіць яго магчымым, то радзіма рэвалюцыі фатонікі, верагодна, будзе названы ў гонар літыя ніёбата. Гэта таму, што літый ніёбат аб'ядноўвае электра-аптычнага эфекту, акуста-аптычнага эфекту, п'езаэлектрычнага эфекту, тэрмаэлектрычнага эфекту і фотарэфрактыўнага эфекту ў адным, як і крэмнійныя матэрыялы ў галіне оптыкі.
З пункту гледжання аптычнай характарыстыкі перадачы, матэрыял INP мае самую вялікую страту перадачы на чыпе з-за паглынання святла ў агульнапрынятай паласе 1550 нм. SiO2 і нітрыд крэмнію маюць найлепшыя характарыстыкі перадачы, а страта можа дасягнуць узроўню ~ 0,01 дБ/см; У цяперашні час страта хвалявода з тонкай плёнкавай літый-ніёбату хвалявода можа дасягнуць узроўню 0,03 дБ/см, а страта тонкай плёнкавага літый-ніёбата хвалявода можа быць дадаткова зніжацца пры пастаянным паляпшэнні тэхналагічнага ўзроўню ў будучыні. Такім чынам, тонкая плёнкавая літый -ніёбат -матэрыял пакажа добрыя характарыстыкі для пасіўных светлавых структур, такіх як фотасінтэтычны шлях, шунт і мікрарынг.
З пункту гледжання генерацыі святла, толькі INP мае магчымасць выпраменьваць святло непасрэдна; Такім чынам, для прымянення мікрахвалевых фатонаў неабходна ўвесці крыніцу святла на аснове INP на фатонічным убудаваным чыпе на аснове LNOI шляхам загрузкі зварачнай або эпітаксіяльнай росту. З пункту гледжання мадуляцыі святла, вышэй было падкрэслівана, што тонкая плёнкавая літый-ніёбата матэрыял прасцей дасягнуць большай прапускной здольнасці мадуляцыі, напружання ніжняй паловы хвалі і зніжэння страты перадачы, чым INP і Si. Больш за тое, высокая лінейнасць электра-аптычнай мадуляцыі матэрыялаў з тонкай плёнкай літый-ніёбата мае важнае значэнне для ўсіх мікрахвалевых фатонаў.
З пункту гледжання аптычнай маршрутызацыі, хуткасны электра-аптычны адказ на тонкай плёнкі літый-ніёбата матэрыялаў робіць аптычны перамыкач на аснове LNOI, здольны да хуткаснага пераключэння аптычнай маршрутызацыі, а спажыванне электраэнергіі такога хуткаснага пераключэння таксама вельмі нізкая. Для тыповага прымянення інтэграванай мікрахвалевай тэхналогіі фатона, аптычна кантраляваны чып прамянёў мае здольнасць хуткага пераключэння для задавальнення патрэбаў хуткага прамяня і характарыстыкі ўльтра-нізкага спажывання электраэнергіі добра адаптаваны да строгіх патрабаванняў маштабнай сістэмы масіва. Хоць аптычны перамыкач на аснове INP таксама можа рэалізаваць хуткаснае пераключэнне аптычнага шляху, ён увядзе вялікі шум, асабліва калі шматузроўневы аптычны перамыкач будзе каскадны, каэфіцыент шуму будзе сур'ёзна пагаршацца. Матэрыялы крэмнію, SiO2 і крэмнію нітрыду могуць пераключыць толькі аптычныя шляхі праз тэрма-аптычнага эфекту або эфект дысперсіі носьбіта, які мае недахопы высокага спажывання электраэнергіі і павольнай хуткасці пераключэння. Калі памер масіва паэтапнага масіва вялікі, ён не можа адпавядаць патрабаванням спажывання электраэнергіі.
З пункту гледжання аптычнага ўзмацнення,паўправадніковы аптычны ўзмацняльнік (Соа) на аснове INP быў спелы для камерцыйнага выкарыстання, але ён мае недахопы высокага каэфіцыента шуму і нізкай выходнай магутнасці насычэння, што не спрыяе ўжыванню мікрахвалевых фатонаў. Працэс параметрычнага ўзмацнення тонкай плёнкавага літый-ніёбата хвалявода на аснове перыядычнай актывацыі і інверсіі можа дасягнуць нізкага шуму і высокай магутнасці на чыпе-аптычнай ампліфікацыі, што цалкам можа адпавядаць патрабаванням інтэграванай мікрахвалевай тэхналогіі фатонаў для аптычнага ўзмацнення на чыпе.
З пункту гледжання выяўлення святла, тонкая плёнкавая літый Niobate мае добрыя характарыстыкі перадачы ў дыяпазоне 1550 нм. Функцыя фотаэлектрычнага пераўтварэння не можа быць рэалізавана, таму для мікрахвалевых фатонаў, каб задаволіць патрэбы фотаэлектрычнага пераўтварэння ў мікрасхеме. Інгаас або GE-SI блокі выяўлення павінны быць уведзены на фатонічных мікрасхемах на аснове LNOI шляхам загрузкі зваркі або эпітаксіяльнага росту. З пункту гледжання злучэння з аптычным валакном, паколькі сам аптычнае валакно ўяўляе сабой матэрыял SiO2, поле рэжыму SiO2 хвалявода мае найбольшую ступень адпаведнай ступені з рэжымам поля аптычнага валакна, а злучэнне з'яўляецца найбольш зручным. Дыяметр поля рэжыму моцна абмежаванага хвалявода літый -ніёбата тонкай плёнкі складае каля 1 мкм, што зусім адрозніваецца ад рэжыму поля аптычнага валакна, таму належнае пераўтварэнне кропкі рэжыму павінна быць праведзена, каб адпавядаць рэжыму поля аптычнага валакна.
З пункту гледжання інтэграцыі, ці маюць розныя матэрыялы высокі патэнцыял інтэграцыі, залежыць у асноўным ад радыусу выгібу хвалявода (уплывае на абмежаванне поля рэжыму хвалявода). Моцна абмежаваны хвалявод дазваляе меншы радыус выгібу, які больш спрыяе рэалізацыі высокай інтэграцыі. Такім чынам, тонкаплёнкавыя літый-ніёбатныя хваляводы могуць дасягнуць высокай інтэграцыі. Такім чынам, з'яўленне тонкай плёнкі літыя ніёбата дазваляе матэрыялу Niobate літыя сапраўды гуляць у ролі аптычнага "крэмнію". Для прымянення мікрахвалевых фатонаў перавагі літыя ніёбата тонкай плёнкі больш відавочныя.
Час пасля: красавік-23-2024