Litium tantalate (LTOI) laju luhurmodulator elektro-optik
Lalu lintas data global terus ningkat, didorong ku nyoko kana téknologi anyar sapertos 5G sareng intelijen buatan (AI), anu nyababkeun tantangan anu penting pikeun transceiver dina sadaya tingkatan jaringan optik. Sacara husus, téknologi modulator elektro-optik generasi saterusna merlukeun paningkatan signifikan dina laju mindahkeun data ka 200 Gbps dina saluran tunggal bari ngurangan konsumsi énergi jeung waragad. Dina sababaraha taun katukang, téhnologi photonics silikon geus loba dipaké di pasar transceiver optik, utamana alatan kanyataan yén silikon photonics bisa dihasilkeun masal ngagunakeun prosés CMOS dewasa. Tapi, modulator elektro-optik SOI anu ngandelkeun panyebaran pamawa nyanghareupan tangtangan anu ageung dina rubakpita, konsumsi kakuatan, nyerep pamawa gratis sareng nonlinieritas modulasi. Jalur téknologi anu sanés dina industri kalebet InP, film ipis litium niobate LNOI, polimér elektro-optik, sareng solusi integrasi hétérogén multi-platform sanés. LNOI dianggap solusi anu bisa ngahontal kinerja pangalusna dina speed ultra-tinggi jeung modulasi kakuatan low, kumaha oge, ayeuna boga sababaraha tantangan dina watesan prosés produksi masal jeung ongkos. Anyar-anyar ieu, tim ngaluncurkeun pilem ipis litium tantalate (LTOI) platform fotonik terpadu kalayan sipat fotoéléktrik anu saé sareng manufaktur skala ageung, anu diperkirakeun cocog atanapi malah ngaleuwihan kinerja platform optik litium niobate sareng silikon dina seueur aplikasi. Sanajan kitu, nepi ka ayeuna, alat inti tinakomunikasi optik, modulator elektro-optik ultra-speed tinggi, teu acan diverifikasi di LTOI.
Dina ulikan ieu, panalungtik mimiti ngarancang modulator elektro-optik LTOI, anu strukturna dipidangkeun dina Gambar 1. Ngaliwatan desain struktur unggal lapisan litium tantalate dina insulator sareng parameter éléktroda gelombang mikro, rambatan. speed cocog gelombang gelombang mikro jeung lampu dinamodulator elektro-optikdiwujudkeun. Dina hal ngurangan leungitna éléktroda gelombang mikro, panalungtik dina karya ieu pikeun kahiji kalina ngusulkeun pamakéan pérak salaku bahan éléktroda kalawan konduktivitas hadé, sarta éléktroda pérak ieu ditémbongkeun ngurangan leungitna gelombang mikro ka 82% dibandingkeun jeung éléktroda emas loba dipaké.
BUAH ARA. 1 Struktur modulator elektro-optik LTOI, desain cocog fase, uji leungitna éléktroda gelombang mikro.
BUAH ARA. 2 nembongkeun aparat eksperimen jeung hasil tina modulator elektro-optik LTOI pikeuninténsitas dimodulasideteksi langsung (IMDD) dina sistem komunikasi optik. Ékspérimén nunjukkeun yén modulator elektro-optik LTOI tiasa ngirimkeun sinyal PAM8 dina laju tanda 176 GBd kalayan ukuran BER 3.8 × 10⁻² sahandapeun ambang SD-FEC 25%. Pikeun duanana 200 GBd PAM4 sareng 208 GBd PAM2, BER sacara signifikan langkung handap tina bangbarung 15% SD-FEC sareng 7% HD-FEC. Hasil tés panon sareng histogram dina Gambar 3 nunjukkeun sacara visual yén modulator elektro-optik LTOI tiasa dianggo dina sistem komunikasi anu gancang kalayan linieritas anu luhur sareng tingkat kasalahan bit rendah.
BUAH ARA. 2 Ékspérimén ngagunakeun modulator elektro-optik LTOI pikeunInténsitas dimodulasiDeteksi Langsung (IMDD) dina sistem komunikasi optik (a) alat ékspérimén; (b) Laju kasalahan bit diukur (BER) tina PAM8 (beureum), PAM4 (héjo) jeung PAM2 (biru) sinyal salaku fungsi tina laju tanda; (c) Ékstrak laju inpormasi anu tiasa dianggo (AIR, garis putus-putus) sareng laju data bersih anu aya hubunganana (NDR, garis padet) pikeun pangukuran kalayan nilai bit-kasalahan sahandapeun wates SD-FEC 25%; (d) Peta panon sareng histogram statistik dina modulasi PAM2, PAM4, PAM8.
Karya ieu nunjukkeun modulator elektro-optik LTOI berkecepatan tinggi munggaran kalayan rubakpita 3 dB 110 GHz. Dina inténsitas modulasi deteksi langsung ékspérimén transmisi IMDD, alat nu achieves laju data net carrier tunggal 405 Gbit / s, nu comparable kana kinerja pangalusna tina platform elektro-optik aya kayaning LNOI na modulators plasma. Dina mangsa nu bakal datang, ngagunakeun leuwih kompleksIQ modulatordesain atawa téhnik koreksi kasalahan sinyal leuwih canggih, atawa ngagunakeun substrat leungitna gelombang mikro handap kayaning substrat quartz, alat litium tantalate diperkirakeun ngahontal ongkos komunikasi 2 Tbit / s atawa saluhureuna. Digabungkeun jeung kaunggulan husus LTOI urang, kayaning birefringence handap sarta pangaruh skala alatan aplikasi nyebar na di pasar RF filter sejen, téhnologi photonics litium tantalate bakal nyadiakeun béaya rendah, low-kakuatan sarta ultra-speed tinggi solusi pikeun hareup-generasi tinggi. -speed jaringan komunikasi optik jeung sistem photonics gelombang mikro.
waktos pos: Dec-11-2024