Segondè linearitemodilatè elektwo-optikak aplikasyon foton mikwo ond
Avèk egzijans k ap ogmante nan sistèm kominikasyon yo, pou amelyore efikasite transmisyon siyal yo plis toujou, moun pral fizyone foton ak elektwon pou reyalize avantaj konplemantè, e fotonik mikwo ond pral fèt. Modilatè elektwo-optik la nesesè pou konvèsyon elektrisite an limyè.sistèm fotonik mikwo ond, epi etap kle sa a anjeneral detèmine pèfòmans tout sistèm nan. Piske konvèsyon siyal frekans radyo an domèn optik se yon pwosesis siyal analòg, epi òdinèmodilatè elektwo-optikYo gen yon non-linearite natirèl, sa ki lakòz yon gwo distòsyon siyal nan pwosesis konvèsyon an. Pou reyalize yon modilasyon lineyè apwoksimatif, pwen fonksyònman modilatè a anjeneral fiks nan pwen polarizasyon ortogonal la, men li toujou pa ka satisfè egzijans lyen foton mikwo ond lan pou linearite modilatè a. Modilatè elektwo-optik ki gen yon linearite segondè yo ijan.
Modilasyon endis refraksyon gwo vitès materyèl Silisyòm yo anjeneral reyalize pa efè dispèsyon plasma transpòtè lib (FCD). Ni efè FCD a ni modilasyon jonksyon PN yo pa lineyè, sa ki fè modilatè Silisyòm lan mwens lineyè pase modilatè niobat ityòm lan. Materyèl niobat ityòm yo montre ekselan...modilasyon elektwo-optikPwopriyete akòz efè Pucker yo. An menm tan, materyèl niobat ityòm gen avantaj tankou yon gwo Pleasant, bon karakteristik modilasyon, ti pèt, entegrasyon fasil ak konpatibilite ak pwosesis semi-kondiktè. Itilizasyon niobat ityòm fim mens pou fè modilatè elektwo-optik pèfòmans segondè. Konpare ak Silisyòm, prèske pa gen okenn "plak kout", men tou, li reyalize yon gwo linearite. Modilatè elektwo-optik niobat ityòm fim mens (LNOI) sou izolan vin tounen yon direksyon devlopman pwomèt. Avèk devlopman teknoloji preparasyon materyèl niobat ityòm fim mens ak teknoloji grave gid vag, gwo efikasite konvèsyon ak pi gwo entegrasyon modilatè elektwo-optik niobat ityòm fim mens vin tounen domèn akademi ak endistri entènasyonal yo.
Karakteristik niobat ityòm fim mens
Ozetazini, planifikasyon DAP AR a te fè evalyasyon sa a sou materyèl niobat ityòm: si sant revolisyon elektwonik la pote non materyèl silikon ki fè l posib la, alò kote revolisyon fotonik la fèt la gen anpil chans pou yo pote non niobat ityòm. Sa a se paske niobat ityòm entegre efè elektwo-optik, efè akousto-optik, efè pyezoelektrik, efè tèmoelektrik ak efè fotorefraksyon nan yon sèl, menm jan ak materyèl silikon nan domèn optik la.
An tèm de karakteristik transmisyon optik, materyèl InP a gen pi gwo pèt transmisyon sou chip la akòz absòpsyon limyè nan bann 1550nm ki souvan itilize a. SiO2 ak nitrid Silisyòm gen pi bon karakteristik transmisyon yo, epi pèt la ka rive nan nivo ~ 0.01dB/cm; Kounye a, pèt gid ond niobat ityòm fim mens lan ka rive nan nivo 0.03dB/cm, epi pèt gid ond niobat ityòm fim mens lan gen potansyèl pou redwi plis toujou ak amelyorasyon kontinyèl nivo teknolojik la nan lavni. Se poutèt sa, materyèl niobat ityòm fim mens lan pral montre bon pèfòmans pou estrikti limyè pasif tankou chemen fotosentetik, shunt ak mikwo bag.
An tèm de jenerasyon limyè, se sèlman InP ki gen kapasite pou emèt limyè dirèkteman; Se poutèt sa, pou aplikasyon foton mikwo ond yo, li nesesè pou entwodui sous limyè ki baze sou InP a sou chip entegre fotonik ki baze sou LNOI a atravè soude backloading oswa kwasans epitaksi. An tèm de modilasyon limyè, nou te mete aksan pi wo a ke materyèl niobat ityòm fim mens lan pi fasil pou reyalize yon pi gwo Pleasant modilasyon, yon vòltaj demi-onn ki pi ba ak yon pèt transmisyon ki pi ba pase InP ak Si. Anplis de sa, gwo linearite modilasyon elektwo-optik materyèl niobat ityòm fim mens yo esansyèl pou tout aplikasyon foton mikwo ond yo.
An tèm de routage optik, repons elektwo-optik gwo vitès materyèl niobat ityòm fim mens lan fè switch optik ki baze sou LNOI a kapab fè komitasyon routage optik gwo vitès, epi konsomasyon enèji komitasyon gwo vitès sa a tou trè ba. Pou aplikasyon tipik teknoloji foton mikwo ond entegre a, chip fòmasyon gwo bout bwa kontwole optikman an gen kapasite komitasyon gwo vitès pou satisfè bezwen eskanè gwo bout bwa rapid, epi karakteristik konsomasyon enèji ultra-ba yo byen adapte ak egzijans strik sistèm etalaj faz gwo echèl la. Malgre ke switch optik ki baze sou InP a kapab tou reyalize komitasyon chemen optik gwo vitès, li pral entwodui gwo bri, espesyalman lè switch optik miltinivo a kaskad, koyefisyan bri a pral seryezman deteryore. Materyèl Silisyòm, SiO2 ak nitrid Silisyòm yo ka sèlman chanje chemen optik atravè efè tèmo-optik oswa efè dispèsyon transpòtè, ki gen dezavantaj konsomasyon enèji segondè ak vitès komitasyon ralanti. Lè gwosè etalaj etalaj faz la gwo, li pa ka satisfè egzijans konsomasyon enèji.
An tèm de anplifikasyon optik,anplifikatè optik semikondiktè (SOA) ki baze sou InP te matirite pou itilizasyon komèsyal, men li gen dezavantaj tankou yon koyefisyan bri ki wo ak yon puisans saturation ki ba, ki pa fezab pou aplikasyon foton mikwo ond yo. Pwosesis anplifikasyon parametrik gid ond niobat ityòm fim mens ki baze sou aktivasyon ak envèsyon peryodik ka reyalize yon anplifikasyon optik sou chip ki ba bri ak gwo puisans, sa ki ka byen satisfè egzijans teknoloji foton mikwo ond entegre pou anplifikasyon optik sou chip.
An tèm de deteksyon limyè, fim mens niobat ityòm nan gen bon karakteristik transmisyon limyè nan band 1550 nm. Fonksyon konvèsyon fotoelektrik la pa ka reyalize, kidonk pou aplikasyon foton mikwo ond, pou satisfè bezwen konvèsyon fotoelektrik sou chip la. Inite deteksyon InGaAs oswa Ge-Si bezwen prezante sou chip entegre fotonik ki baze sou LNOI pa soude backloading oswa kwasans epitaksi. An tèm de kouplaj ak fib optik, paske fib optik la li menm se materyèl SiO2, chan mòd gid ond SiO2 a gen degre ki pi wo a matche ak chan mòd fib optik la, epi kouplaj la pi pratik la. Dyamèt chan mòd gid ond fim mens niobat ityòm ki trè restriksyon an se apeprè 1μm, ki byen diferan de chan mòd fib optik la, kidonk transfòmasyon tach mòd ki apwopriye a dwe fèt pou matche ak chan mòd fib optik la.
An tèm de entegrasyon, si divès materyèl yo gen yon gwo potansyèl entegrasyon depann sitou de reyon koube gid ond lan (ki afekte pa limitasyon chan mòd gid ond lan). Gid ond ki trè restriksyon an pèmèt yon reyon koube ki pi piti, ki pi fezab pou realizasyon yon gwo entegrasyon. Se poutèt sa, gid ond niobat ityòm fim mens yo gen potansyèl pou reyalize yon gwo entegrasyon. Kidonk, aparans niobat ityòm fim mens lan pèmèt materyèl niobat ityòm lan vrèman jwe wòl "silikon" optik. Pou aplikasyon foton mikwo ond, avantaj niobat ityòm fim mens yo pi evidan.
Dat piblikasyon: 23 avril 2024