Lityòm tantalate (LTOI) gwo vitès elektwo-optik modulator

Lityòm tantalate (LTOI) gwo vitèselektwo-optik modulator

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

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

FIG. 1 LTOI elektwo-optik modulator estrikti, faz matche konsepsyon, tès pèt elektwòd mikwo ond.

FIG. 2 montre aparèy eksperimantal la ak rezilta nan LTOI elektwo-optik modulator pouentansite modiledeteksyon dirèk (IMDD) nan sistèm kominikasyon optik. Eksperyans yo montre ke modilatè elektwo-optik LTOI ka transmèt siyal PAM8 nan yon pousantaj siy 176 GBd ak yon BER mezire nan 3.8 × 10⁻² pi ba pase 25% papòt SD-FEC 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. Rezilta tès je ak istogram nan Figi 3 vizyèlman demontre ke modulatè elektwo-optik LTOI ka itilize nan sistèm kominikasyon gwo vitès ki gen gwo linearité ak pousantaj erè ti bit.

FIG. 2 Eksperyans lè l sèvi avèk LTOI elektwo-optik modulator pouEntansite modileDeteksyon dirèk (IMDD) nan sistèm kominikasyon optik (a) aparèy eksperimantal; (b) Pousantaj erè bit mezire (BER) nan siyal PAM8 (wouj), PAM4 (vèt) ak PAM2 (ble) kòm yon fonksyon pousantaj siy la; (c) Ekstrè pousantaj enfòmasyon ki ka itilize (AIR, liy tire) ak pousantaj done nèt ki asosye (NDR, liy solid) pou mezi ak valè pousantaj bit-erè pi ba pase 25% SD-FEC limit la; (d) Kat je ak istogram estatistik anba PAM2, PAM4, PAM8 modulation.

Travay sa a montre premye modilatè elektwo-optik LTOI gwo vitès ak yon bandwidth 3 dB nan 110 GHz. Nan entansite modulation dirèk deteksyon IMDD transmisyon eksperyans, aparèy la reyalize yon sèl konpayi asirans pousantaj done nèt nan 405 Gbit / s, ki se konparab ak pi bon pèfòmans nan tribin elektwo-optik ki deja egziste tankou LNOI ak modulateur plasma. Nan lavni an, lè l sèvi avèk pi konplèksIQ modulatorkonsepsyon oswa teknik koreksyon erè siyal ki pi avanse, oswa lè l sèvi avèk pi ba substrats pèt mikwo ond tankou substrats kwatz, aparèy tantalat ityòm yo espere reyalize pousantaj kominikasyon nan 2 Tbit / s oswa pi wo. Konbine ak avantaj espesifik LTOI a, tankou pi ba birefringans ak efè echèl la akòz aplikasyon toupatou li yo nan lòt mache filtre RF, teknoloji fotonik tantalat ityòm pral bay solisyon pri ki ba, ba-pouvwa ak ultra-wo vitès pou pwochen jenerasyon segondè. -vitès rezo kominikasyon optik ak sistèm fotonik mikwo ond.