Viši integrirani tanki film litijum niobate elektro-optički modulator

Velika linearnostElektro-optički modulatori mikrovalna foton aplikacija
Uz sve veće zahtjeve komunikacijskih sustava, kako bi se dodatno poboljšalo efikasnost prijenosa signala, ljudi će osigurati fotone i elektrone za postizanje komplementarnih prednosti, a rođen je mikrovalna fotonika. Elektro-optički modulator potreban je za pretvorbu električne energije za svjetloMikrotalasni fotonski sistemi, a ovaj ključni korak obično određuje performanse čitavog sistema. Budući da je pretvorba radio frekvencijskog signala optičkim domenom analogni proces signala i običanElektro-optički modulatoriImati inherentnu nelinearnost, postoji ozbiljna izobličenja signala u procesu pretvorbe. Da bi se postigla približna linearna modulacija, radna tačka modulatora obično je učvršćena na ortogonalnoj pristrasnoj tački, ali još uvijek ne može ispuniti zahtjeve mikrovalne fotonske veze za linearnost modulatora. Elektrooptički modulatori s visokom linearnošću hitno su potrebni.

Modulacija refraktivnog indeksa velike brzine obično se postiže efektom BESPLATNE PLASMA (FCD) nosač plazme. I FCD efekt i PN Junction Modulacija su nelinearne, što čini silikonski modulator manje linearni od litijum niobate modulatora. Litijum Niobate materijali IzvrsniElektro-optička modulacijanekretnine zbog svog pucker efekta. Istovremeno, litijumski niobatni materijal ima prednosti velike propusne širine, dobre modulacijske karakteristike, niskim gubicima, jednostavnom integracijom i kompatibilnosti s poluvodičkim procesom, upotreba tankih filmova litijumskog modulatora, u usporedbi s silikonom gotovo da "kratka ploča", već i za postizanje velike linearnosti. Tarki film Litijum Niobate (LNOI) Elektro-optički modulator na izolatoru postao je obećavajući smjer razvoja. Sa razvojem tankih litijumskih tehnologija za pripremu materijala i tehnologije talasastog etka, visoka efikasnost pretvorbe i veća integracija tankog filma Litijum Niobate elektro-optički modulator postao je polje međunarodne akademije i industrije.

Karakteristike tankog filma litijum niobate
U Sjedinjenim Državama Dap AP planiranje učinilo je sljedeću evaluaciju litijumskih nilovatenih materijala: Ako je centar elektroničke revolucije nazvan po silikonskom materijalu koji omogućuje, tada će rodno mjesto fotonike revolucije vjerojatno dobiti po litijumu niobate. To je zato što litijum niobate integrira elektrootički efekat, akusto-optički efekat, piezoelektrični efekat, termoelektrični efekat i fotorektivni učinak u jednom, baš poput silikonskih materijala u polju optike.

U pogledu karakteristika optičkih prijenosa, materijal za inp ima najveći gubitak prijenosa na čipu zbog apsorpcije svjetlosti u obično korištenom 1550NM opsegu. SIO2 i silicijum nitrid imaju najbolje karakteristike prijenosa, a gubitak može dostići nivo od ~ 0.01db / cm; Trenutno, valovodni gubitak tankog filma litijum niobate može doći do nivoa 0,03db / cm, a gubitak tankog filma litijum niobate Wavewuide ima potencijal da se dodatno smanji sa neprekidnim poboljšanjem tehnološke razine u budućnosti. Stoga će tanki film litijumski niobatni materijal prikazati dobre performanse za pasivne svjetlosne strukture poput fotosintetskog staza, šanta i mikrorijera.

U pogledu generacije svjetlosti, samo INP ima mogućnost direktno emitirati svjetlost; Stoga je za primjenu mikrotalasnih fotona potrebno uvesti izvor svjetla na bazi INP-a na Phononskim integriranim čipom na bazi LNOi putem načina zavarivanja ili epitaksijskog rasta. U pogledu lampice, naglašena je iznad tog tankog filma Litijum-niobate materijal lakše je postići veću modulacijsku propusnost, niže napon polu-talasa i niže gubitak prijenosa od inp i si. Štaviše, visoka linearnost elektro-optičke modulacije tankog filma litijumskih niobate materijala je neophodna za sve mikrovalne fotonske aplikacije.

U pogledu optičkog usmjeravanja, veliki brzina elektro-optički odziv tankog filma Litijum-niobate Materijal čini optički prekidač na bazi LNOI-ja mogućnost brzine optičkog prebacivanja optičkog usmjeravanja, a potrošnja energije takve brzine prebacivanja također je vrlo niska. Za tipičnu primjenu integrirane mikrotalasne fotononske tehnologije, optički kontrolirani čip sažetka ima mogućnost prebacivanja velike brzine da udovolji potrebama brzog skeniranja snopa, a karakteristike ultra niske potrošnje energije dobro su prilagođene strogim potrebama faznog niza. Iako optički prekidač zasnovan na inp može realizirati i brzi optički prebacivanje staze, on će uvesti veliku buku, posebno kada se kaskadu na više0-cjenovni optički prekidač kaskadan, koeficijent buke će se ozbiljno pogoršati. Silicijum, SiO2 i silikonski nitridni materijali mogu prebaciti optičke staze samo termoetičkim efektom ili efektom nosača, koji ima nedostatke velike potrošnje energije i spor brzina prebacivanja. Kada je veličina polja popisanog niza velika, ne može ispuniti zahtjeve potrošnje električne energije.

U pogledu optičkog pojačanja,Poluprovodnik optički pojačalo (SOA) Na osnovu INP-a je zrelo za komercijalnu upotrebu, ali ima nedostatke visokog koeficijenta buke i male snage zasićenosti, što ne pogoduje na primjenu mikrotalasnih fotona. Proces parametričnog pojačanja litijum niobate valovitih valovnih valoga zasnovan na periodičnoj aktiviranju i inverziji može postići nisku buku i visoku optičku pojačanju na čipu, što može udovoljiti zahtjevima integrirane mikrotalasne fotonzorske tehnologije za optičko pojačanje na čipu.

U pogledu otkrivanja svjetlosti, tanki film litijum niobate ima dobre karakteristike prenosa u svjetlo u bendu 1550 Nm. Funkcija fotoelektrične konverzije ne može se realizirati, tako da za mikrovalne fotonske aplikacije, kako bi se zadovoljile potrebe fotoelektrične konverzije na čipu. INGAAS ili GE-SI jedinice za otkrivanje moraju biti uvedene na integrisanim čipovima na bazi LNOI-e za zavarivanje rezervnim zavarivanjem ili epitalizacijom. U smislu spajanja s optičkim vlaknima, jer je sam optički vlaknik SiFo2 materijal, polje načina SIO2 valovoda ima najveći stupanj valovog medije sa poljem moduskog optičkog vlakana, a spojnica je najpovoljnija. Promjer načina na režimu oštro ograničenog valovog nabora tankog filma Litijum Niobate iznosi oko 1 μm, što se sasvim razlikuje od polja u načinu optičkog vlakana, tako da se mora izvršiti pravilna transformacija režima koji odgovaraju polju načina optičkih vlakana.

U pogledu integracije, hoće li razni materijali imati visoku potencijalu integracije, uglavnom ovisi o radijusu savijanja valovogvlada (pogođen ograničenjem polja valovodnog načina). Snažno ograničeni valovodi omogućava manji polumjer savijanja, što je pogodnije za realizaciju visoke integracije. Stoga tanki filmovi litijum niobate valovode imaju potencijal za postizanje visoke integracije. Stoga se pojava tankih filma litijum niobate omogućuje litijum-niobate materijalu da zaista igra ulogu optičkog "silikona". Za primjenu mikrotalasnih fotona, prednosti tankog filma litijum niobate su očiglednije.