Linearitas luhurmodulator elektro-optiksareng aplikasi poton gelombang mikro
Kalayan ningkatna sarat sistem komunikasi, supados langkung ningkatkeun efisiensi pangiriman sinyal, jalma bakal ngahijikeun foton sareng éléktron pikeun ngahontal kaunggulan pelengkap, sareng fotonik gelombang mikro bakal lahir. Modulator elektro-optik dipikabutuh pikeun konvérsi listrik kana cahayasistem potonik gelombang mikro, sarta hambalan konci ieu biasana nangtukeun kinerja sakabeh sistem. Kusabab konvérsi sinyal frekuensi radio kana domain optik nyaéta prosés sinyal analog, sareng biasamodulators elektro-optikgaduh nonlinieritas alamiah, aya distorsi sinyal anu serius dina prosés konvérsi. Pikeun ngahontal modulasi linier perkiraan, titik operasi modulator biasana tetep dina titik bias ortogonal, tapi tetep teu tiasa nyumponan sarat link foton gelombang mikro pikeun linearitas modulator. Modulator éléktro-optik kalayan linieritas anu luhur diperyogikeun pisan.
Modulasi indéks réfraktif laju luhur bahan silikon biasana dihontal ku pangaruh dispersi plasma carrier bébas (FCD). Duanana pangaruh FCD sareng modulasi simpang PN henteu linier, anu ngajantenkeun modulator silikon kirang linier tibatan modulator litium niobate. bahan litium niobate némbongkeun alus teuingmodulasi éléktro-optiksipat alatan pangaruh Pucker maranéhna. Dina waktu nu sarua, bahan litium niobate boga kaunggulan rubakpita badag, ciri modulasi alus, leungitna low, integrasi gampang tur kasaluyuan jeung prosés semikonduktor, pamakéan film ipis niobate litium nyieun-kinerja tinggi elektro-optik modulator, dibandingkeun jeung silikon. ampir euweuh "pelat pondok", tapi ogé pikeun ngahontal linearity tinggi. Film ipis litium niobate (LNOI) modulator elektro-optik dina insulator parantos janten arah pangembangan anu ngajangjikeun. Kalayan ngembangkeun téknologi persiapan bahan litium niobate ipis sareng téknologi etching waveguide, efisiensi konversi anu luhur sareng integrasi anu langkung luhur tina modulator elektro-optik litium pilem ipis niobate parantos janten bidang akademisi sareng industri internasional.
Karakteristik film ipis litium niobate
Di Amérika Serikat perencanaan DAP AR geus nyieun evaluasi handap bahan litium niobate: lamun puseur revolusi éléktronik dingaranan bahan silikon nu ngamungkinkeun, teras lahirna révolusi photonics kamungkinan dingaranan litium niobate. . Ieu kusabab litium niobate integrates éfék elektro-optik, éfék acousto-optik, éfék piezoelektrik, éfék thermoelectric sarta pangaruh photorefractive dina hiji, kawas bahan silikon dina widang élmu optik.
Dina watesan ciri transmisi optik, bahan InP boga leungitna transmisi on-chip pangbadagna alatan nyerep cahaya dina pita 1550nm ilahar dipaké. SiO2 jeung silikon nitride boga ciri transmisi pangalusna, sarta leungitna bisa ngahontal tingkat ~ 0.01dB / cm; Ayeuna, leungitna waveguide pilem ipis litium niobate waveguide bisa ngahontal tingkat 0.03dB / cm, sarta leungitna ipis-pilem litium niobate waveguide boga potensi pikeun ngurangan salajengna jeung perbaikan kontinyu tina tingkat téhnologis dina. kahareup. Ku alatan éta, film ipis bahan litium niobate bakal némbongkeun kinerja alus pikeun struktur lampu pasip kayaning jalur fotosintétik, shunt na microring.
Dina watesan generasi cahaya, ngan InP boga kamampuhan pikeun emit cahaya langsung; Ku alatan éta, pikeun aplikasi poton gelombang mikro, perlu pikeun ngawanohkeun sumber cahaya InP dumasar kana chip terpadu photonic dumasar LNOI ku cara backloading las atawa tumuwuhna epitaxial. Dina watesan modulasi lampu, geus emphasized luhur yén film ipis bahan litium niobate leuwih gampang pikeun ngahontal rubakpita modulasi gedé, tegangan satengah gelombang handap sarta leungitna transmisi leuwih handap InP jeung Si. Sumawona, linearitas luhur modulasi elektro-optik bahan film ipis litium niobate penting pisan pikeun sadaya aplikasi foton gelombang mikro.
Dina watesan routing optik, respon elektro-optik speed tinggi bahan film ipis litium niobate ngajadikeun switch optik dumasar LNOI sanggup switching routing optik-speed tinggi, sarta konsumsi kakuatan switching-speed tinggi sapertos oge pisan low. Pikeun aplikasi has téknologi foton gelombang mikro terpadu, chip beamforming anu dikontrol sacara optik ngagaduhan kamampuan switching-speed tinggi pikeun nyumponan kabutuhan scanning sinar gancang, sareng karakteristik konsumsi kakuatan ultra-low ogé diadaptasi kana sarat anu ketat tina ageung. -skala Sistim Asép Sunandar Sunarya phased. Sanajan switch optik dumasar InP ogé bisa ngawujudkeun switching jalur optik-speed tinggi, éta bakal ngawanohkeun noise badag, utamana lamun switch optik multilevel ieu cascaded, koefisien noise bakal deteriorated serius. Silicon, SiO2 jeung bahan silikon nitride ngan bisa pindah jalur optik ngaliwatan pangaruh thermo-optik atawa pangaruh dispersi carrier, nu boga kalemahan konsumsi kakuatan tinggi na speed switching slow. Lamun ukuran Asép Sunandar Sunarya ti Asép Sunandar Sunarya phased badag, éta moal bisa minuhan sarat konsumsi kakuatan.
Dina watesan amplifikasi optik, étapanguat optik semikonduktor (SOA) dumasar kana InP geus dewasa pikeun pamakéan komérsial, tapi boga kalemahan koefisien noise tinggi jeung kakuatan kaluaran jenuh low, nu teu kondusif pikeun aplikasi tina gelombang mikro foton. Prosés amplifikasi paramétrik tina ipis-pilem litium niobate waveguide dumasar kana aktivasina periodik sarta inversion bisa ngahontal noise lemah sareng kakuatan tinggi on-chip Gedekeun optik, nu ogé bisa minuhan sarat téhnologi foton microwave terpadu pikeun on-chip Gedekeun optik.
Dina watesan deteksi lampu, film ipis litium niobate boga ciri transmisi alus mun caang dina 1550 band nm. Fungsi konversi photoelectric teu bisa direalisasikeun, jadi pikeun aplikasi gelombang mikro foton, guna minuhan kaperluan konversi photoelectric on chip. Unit deteksi InGaAs atanapi Ge-Si kedah diwanohkeun dina chip terintegrasi fotonik dumasar LNOI ku las backloading atanapi pertumbuhan epitaxial. Dina watesan gandeng jeung serat optik, sabab serat optik sorangan bahan SiO2, widang mode of SiO2 waveguide boga gelar cocog pangluhurna jeung widang mode serat optik, sarta gandeng nu paling merenah. Diaméter widang mode tina waveguide diwatesan niatna tina film ipis litium niobate nyaeta ngeunaan 1μm, nu rada béda ti widang mode serat optik, jadi transformasi titik mode ditangtoskeun kudu dilaksanakeun pikeun cocog widang mode serat optik.
Dina hal integrasi, naha rupa-rupa bahan boga poténsi integrasi tinggi gumantung utamana kana radius bending tina waveguide nu (kapangaruhan ku watesan widang mode waveguide). Waveguide anu diwatesan pisan ngamungkinkeun radius bending anu langkung alit, anu langkung kondusif pikeun ngawujudkeun integrasi anu luhur. Ku alatan éta, ipis-pilem litium niobate waveguides boga potensi pikeun ngahontal integrasi tinggi. Ku alatan éta, penampilan film ipis litium niobate ngamungkinkeun pikeun bahan litium niobate bener maénkeun peran optik "silikon". Pikeun aplikasi foton gelombang mikro, kaunggulan film ipis litium niobate langkung atra.
waktos pos: Apr-23-2024