Visoka brzina litijumske tantalate (ltoi)Elektro-optički modulator
Globalni promet podataka nastavlja rasti, vođen široko rasprostranjenim usvajanjem novih tehnologija kao što su 5G i umjetna inteligencija (AI), što predstavlja značajne izazove za primopredaje na svim nivoima optičkih mreža. Konkretno, elektro-optička modulatora sljedeće generacije zahtijeva značajno povećanje brzine prijenosa podataka na 200 Gbps u jednom kanalu uz smanjenje potrošnje i troškova energije. U posljednjih nekoliko godina, Silikonska fotonička tehnologija široko se koristi na tržištu optičkog primopredajnika, uglavnom zbog činjenice da silicijum fotonika može biti masovno proizvedeno pomoću zrelog CMOS procesa. Međutim, SOI elektro-optički modulatori koji se oslanjaju na disperziju nosača. Ostale tehnološke rute u industriji uključuju inp, tanki film litijum niobate LNOI, elektro-optički polimeri i druge višestruke heterogene rešenja za integraciju. LNOI se smatra rješenjem koje može postići najbolje performanse u ultra-brzini i malim modulacijom snage, međutim, trenutno ima neke izazove u pogledu procesa masovnog proizvodnje i troškova. Nedavno je tim pokrenuo tanki film litijum tantalate (LTii) sa izvrsnom fotoelektričnom svojstjom i velikim proizvodnim proizvodima, koji se očekuje da se podudaraju ili čak prelazi performanse litijumskih niobate i silikonskih optičkih platformi u mnogim aplikacijama. Međutim, do sada je osnovni uređajOptička komunikacija, Ultra-brzi brzi elektro-optički modulator, nije potvrđen u LTOI.
U ovom istraživaču su istraživači prvi dizajnirali Elektro-optički modulator Ltoija, čija je struktura prikazana na slici 1. Kroz dizajn strukture svakog sloja litijumske tantalate na izolatoru i parametre mikrovalne elektrode, širok propagiranje mikrovalnog i laganog talasa u mikrovalnom pećnicuElektro-optički modulatorse realizuje. U smislu smanjenja gubitka mikrovalne elektrode, istraživači u ovom radu prvi put su predložili upotrebu srebra kao elektroda kao materijal s boljem provodljivošću, a pojavila se srebrna elektroda na 82% u odnosu na široko korištenu zlatnu elektrodu.
Sl. 1 LTOI elektro-optička struktura modulatora, dizajn podudaranja faza, test gubitka mikrovalnog elektroda.
Sl. 2 prikazuje eksperimentalni aparat i rezultate LTOI elektro-optičkog modulatora zaModuliran intenzitetaDirektno otkrivanje (IMDD) u optičkim komunikacijskim sistemima. Eksperimenti pokazuju da LTi elektro-optički modulator može prenijeti PAM8 signale na znaku 176 GBD-a sa izmjerenim od 3,8 × 10⁻² ispod 25% praga SD-FEC. Za 200 GBD PAM4 i 208 GBD-a BER bio je značajno niži od praga od 15% SD-FEC-a i 7% HD-FEC-a. Rezultati ispitivanja očiju i histograma na slici 3 vizualno pokazuju da se Ltoi elektro-optički modulator može koristiti u brzim komunikacijskim sistemima sa visokom linearnošću i niskom brzinom pogreške.
Sl. 2 Eksperiment pomoću LTOI elektro-optičkog modulatora zaModuliran intenzitetaDirektno otkrivanje (IMDD) u optičkom komunikacijskom sistemu (a) eksperimentalni uređaj; (b) mjerena brzina pogreške (BER) PAM8 (crvena), pam4 (zelena) i pam2 (plave) signali kao funkcija znaka; (c) Izvučena upotrebljiva informacija (zraka, isprekidana linija) i pridružena neto stopa podataka (NDR, čvrsta linija) za mjerenja s vrijednostima brzine greške ispod vrijednosti od 25% SD-FEC limita; (d) Karte za oči i statistički histogrami pod pam2, pam4, pam8 modulacijom.
Ovaj rad pokazuje prvi brzi Ltoi elektro-optički modulator velike brzine sa širinom širine od 3 dB 110 GHz. U modulaciji intenziteta Direktno otkrivanje IMDD Eksperimenti prijenosa, uređaj postiže jedinstvenu neto br. 405 Gbit / s, koja je uporediva sa najboljim performansama postojećih elektro-optičkih platformi poput LNOI i plazma modulatora. U budućnosti koristeći složenijiIQ modulatorDizajnirajte ili napredniju tehnike korekcije grešaka signala ili pomoću manjih supstrata za mikrovalnu pećnicu, poput kvarcnih podloga, očekuje se da će litijumske tantalatne uređaje postići komunikacijske stope od 2 TBIT / s ili više. U kombinaciji sa Ltoijevim prednostima, kao što su niža birefingentna i efekat skale zbog raširene aplikacije u ostalim RF filtriranim tržištima, latijum-tantalatna fotonička tehnologija pružit će niska, niska i ultra brzina za opseg optičke komunikacije i mikrotalasne fotonike.
Pošta: Dec-11-2024