Bubuka kana Struktur sareng KinerjaModulator Éléktrooptik Litium Niobate Film Ipis
An modulator éléktro-optikdumasar kana struktur, panjang gelombang, sareng platform anu béda tina litium niobate pilem ipis, sareng babandingan kinerja anu komprehensif tina rupa-rupa jinisModulator EOMogé analisis panalungtikan sareng aplikasi tinamodulator litium niobate pilem ipisdina widang-widang séjénna.
1. Modulator pilem ipis litium niobate rongga non-resonansi
Modulator jenis ieu dumasar kana éfék éléktro-optik anu saé pisan tina kristal litium niobate sareng mangrupikeun alat konci pikeun ngahontal komunikasi optik kecepatan tinggi sareng jarak jauh. Aya tilu struktur utama:
1.1 Modulator MZI éléktroda gelombang perjalanan: Ieu mangrupikeun desain anu paling khas. Grup panalungtikan Lon č ar di Universitas Harvard mimiti ngahontal vérsi kinerja tinggi dina taun 2018, kalayan perbaikan salajengna kalebet pemuatan kapasitif dumasar kana substrat kuarsa (bandwidth anu luhur tapi henteu cocog sareng anu berbasis silikon) sareng anu berbasis silikon cocog dumasar kana pengosongan substrat, ngahontal bandwidth anu luhur (>67 GHz) sareng transmisi sinyal kecepatan tinggi (sapertos 112 Gbit/s PAM4).
1.2 Modulator MZI anu tiasa dilipet: Pikeun ngirangan ukuran alat sareng adaptasi kana modul kompak sapertos QSFP-DD, éléktroda perlakuan polarisasi, pandu gelombang silang atanapi mikrostruktur anu dibalikkeun dianggo pikeun ngirangan panjang alat satengahna sareng ngahontal bandwidth 60 GHz.
1.3 Modulator Ortogonal Koheren (IQ) Polarisasi Tunggal/Ganda: Nganggo format modulasi orde tinggi pikeun ningkatkeun laju transmisi. Grup panalungtikan Cai di Universitas Sun Yat sen ngahontal modulator IQ polarisasi tunggal on-chip anu munggaran dina taun 2020. Modulator IQ polarisasi ganda anu dikembangkeun di hareup gaduh kinerja anu langkung saé, sareng vérsi anu dumasar kana substrat kuarsa parantos nyetél rékor laju transmisi panjang gelombang tunggal 1,96 Tbit/s.
2. Modulator litium niobate pilem ipis tipe rongga résonansi
Pikeun ngahontal modulator bandwidth anu ultra leutik sareng ageung, aya sababaraha struktur rongga resonansi anu sayogi:
2.1 Modulator kristal fotonik (PC) sareng mikro cingcin: Grup panalungtikan Lin di Universitas Rochester parantos ngembangkeun modulator kristal fotonik kinerja tinggi anu munggaran. Salian ti éta, modulator mikro cingcin dumasar kana integrasi hétérogén silikon litium niobate sareng integrasi homogen ogé parantos diusulkeun, ngahontal bandwidth sababaraha GHz.
2.2 Modulator rongga résonansi grating Bragg: kalebet rongga Fabry Perot (FP), grating Bragg waveguide (WBG), sareng modulator cahaya laun (SL). Struktur ieu dirancang pikeun ngimbangan ukuran, toleransi prosés, sareng kinerja, contona, modulator rongga résonansi 2 × 2 FP ngahontal bandwidth ultra ageung ngaleuwihan 110 GHz. Modulator cahaya laun dumasar kana grating Bragg gandeng ngalegaan rentang bandwidth anu tiasa dianggo.
3. Modulator litium niobate pilem ipis terpadu hétérogén
Aya tilu metode integrasi utama pikeun ngagabungkeun kompatibilitas téknologi CMOS dina platform berbasis silikon sareng kinerja modulasi anu saé tina lithium niobate:
3.1 Integrasi heterogen tipe beungkeutan: Ku cara ngabeungkeut langsung sareng benzosiklobutena (BCB) atanapi silikon dioksida, litium niobate pilem ipis ditransfer ka platform silikon atanapi silikon nitrida, ngahontal tingkat wafer, integrasi stabil suhu luhur. Modulator nunjukkeun bandwidth anu luhur (>70 GHz, bahkan ngaleuwihan 110 GHz) sareng kamampuan transmisi sinyal kecepatan tinggi.
3.2 Integrasi hétérogén bahan pandu gelombang déposisi: neundeun silikon atanapi silikon nitrida dina niobate litium pilem ipis salaku pandu gelombang beban ogé ngahontal modulasi éléktro-optik anu efisien.
3.3 Integrasi hétérogén percetakan transfer mikro (μ TP): Ieu mangrupikeun téknologi anu dipiharep dianggo pikeun produksi skala ageung, anu mindahkeun alat fungsional prefabrikasi ka chip target ngalangkungan alat-alat presisi tinggi, nyingkahan pasca-pamrosésan anu rumit. Ieu parantos suksés diterapkeun kana silikon nitrida sareng platform berbasis silikon, ngahontal bandwidth puluhan GHz.
Singkatna, tulisan ieu sacara sistematis ngajelaskeun peta jalan téknologi modulator éléktro-optik dumasar kana platform litium niobate pilem ipis, ti mimiti ngudag struktur rongga non-résonansi anu berkinerja tinggi sareng bandwidth ageung, ngajalajah struktur rongga résonansi miniatur, sareng ngahijikeun sareng platform fotonik berbasis silikon anu dewasa. Éta nunjukkeun poténsi anu ageung sareng kamajuan anu terus-terusan tina modulator litium niobate pilem ipis dina ngarecah hambatan kinerja modulator tradisional sareng ngahontal komunikasi optik kecepatan tinggi.
Waktos posting: 31-Mar-2026