Ityòm tantalate (LTOI) gwo vitès elektwo-optik modulateur

Ityòm tantalate (LTOI) gwo vitèsElectro-optik modulateur

Global trafik done kontinye ap grandi, kondwi pa adopsyon an toupatou nan nouvo teknoloji tankou 5G ak entèlijans atifisyèl (AI), ki poze defi enpòtan pou resèpteur nan tout nivo nan rezo optik. Espesyalman, pwochen jenerasyon elektwo-optik teknoloji a modulateur mande pou yon ogmantasyon siyifikatif nan pousantaj transfè done a 200 Gbps nan yon kanal sèl pandan y ap diminye konsomasyon enèji ak depans yo. Nan kèk ane ki sot pase yo, Silisyòm fotonik teknoloji te lajman itilize nan mache a émetteur optik, sitou akòz lefèt ke Silisyòm fotonik ka mas-pwodwi lè l sèvi avèk pwosesis la CMOS ki gen matirite. Sepandan, SOI elektwo-optik modulateur ki depann sou konpayi asirans dispèsyon fè fas a gwo defi nan Pleasant, konsomasyon pouvwa, gratis konpayi asirans absòpsyon ak modulation linear. Lòt wout teknoloji nan endistri a gen ladan INP, mens fim ityòm niobate LNOI, elektwo-optik polymère, ak lòt milti-platfòm solisyon entegrasyon heterogeneous. LNOI se konsidere kòm solisyon an ki ka reyalize pèfòmans nan pi bon nan ultra-segondè vitès ak modulasyon pouvwa ki ba, sepandan, li kounye a gen kèk defi an tèm de pwosesis pwodiksyon an mas ak pri. Dènyèman, ekip la te lanse yon mens fim ityòm tantalat (LTOI) entegre platfòm fotonik ak pwopriyete ekselan foto-elektrik ak gwo-echèl manifakti, ki espere matche ak oswa menm depase pèfòmans nan ityòm niobate ak tribin optik Silisyòm nan aplikasyon pou anpil. Sepandan, jouk koulye a, aparèy la nwayo nanKominikasyon optik, ultra-segondè vitès elektwo-optik modulateur a, pa te verifye nan LTOI.

Nan etid sa a, chèchè yo premye ki fèt LTOI elektwo-optik modulateur a, estrikti a nan ki yo montre nan Figi 1. Atravè konsepsyon an nan estrikti a nan chak kouch nan ityòm tantalat sou izolatè a ak paramèt yo nan electrodes la mikwo ond, vitès la pwopagasyon matche nan mikwo ond ak limyè vag nan onn limyè nan laelektwo-optik modulateurse reyalize. An tèm de diminye pèt la nan electrodes a mikwo ond, chèchè yo nan travay sa a la pou premye fwa pwopoze pou yo sèvi ak ajan kòm yon materyèl electrodes ak pi bon konduktiviti, ak electrodes an ajan yo te montre diminye pèt la mikwo ond a 82% konpare ak electrodes an lò lajman itilize.

Fig. 1 estrikti modulateur elektwo-optik LTOI, konsepsyon matche faz, tès pèt mikwo ond lan.

Fig. 2 montre aparèy eksperimantal la ak rezilta yo nan LTOI elektwo-optik modulateur la pouEntansite modulationDeteksyon dirèk (IMDD) nan sistèm kominikasyon optik. Eksperyans yo montre ke LTOI elektwo-optik modulateur a ka transmèt siyal PAM8 nan yon to siy nan 176 GBD ak yon BER mezire nan 3.8 × 10⁻² anba a 25% SD-FEC papòt la. Pou tou de 200 GBD PAM4 ak 208 GBD PAM2, BER te siyifikativman pi ba pase papòt la nan 15% SD-FEC ak 7% HD-FEC. Tès la je ak istogram rezilta nan Figi 3 vizyèlman demontre ke LTOI elektwo-optik modulateur a ka itilize nan sistèm kominikasyon gwo vitès ak segondè lineyè ak ba to erè ti jan.

Fig. 2 eksperyans lè l sèvi avèk LTOI elektwo-optik modulateur pouEntansite modulationDeteksyon dirèk (IMDD) nan sistèm kominikasyon optik (a) aparèy eksperimantal; (b) to a erè mezire mezire (BER) nan PAM8 (wouj), PAM4 (vèt) ak PAM2 (ble) siyal kòm yon fonksyon nan to a siy; (c) extrait to enfòmasyon ki ka itilize (lè, liy an tirè) ak asosye pousantaj done nèt (NDR, liy solid) pou mezi ak valè pousantaj ti jan-erè anba a 25% SD-FEC limit la; (d) kat je ak istogram estatistik anba PAM2, PAM4, PAM8 modulasyon.

Travay sa a demontre premye gwo vitès LTOI elektwo-optik modulateur ak yon 3 dB band nan 110 GHz. Nan entansite modulasyon dirèk deteksyon IMDD eksperyans transmisyon, aparèy la reyalize yon sèl konpayi asirans pousantaj done nèt nan 405 Gbit/s, ki se konparab ak pèfòmans nan pi bon nan ki deja egziste platfòm elektwo-optik tankou LNOI ak modulateur Plasma. Nan lavni, lè l sèvi avèk pi konplèksIQ ModulatorDesigns oswa plis avanse siyal erè teknik koreksyon, oswa lè l sèvi avèk pi ba substrats pèt mikwo ond tankou substrats kwats, ityòm aparèy tantalate yo atann yo reyalize pousantaj kominikasyon nan 2 Tbit/s oswa pi wo. Konbine avèk avantaj espesifik LTOI a, tankou pi ba birefringence ak efè a echèl akòz aplikasyon toupatou li yo nan lòt mache filtre RF, ityòm tantalate fotonik teknoloji ap bay pri ki ba, ba-pouvwa ak ultra-segondè-vitès solisyon pou pwochen-jenerasyon segondè-vitès rezo kominikasyon optik ak sistèm fotonetik mikwo ond.