Kamajuan panalungtikan modulator éléktro-optik litium niobate pilem ipis

Kamajuan panalungtikanmodulator éléktro-optik litium niobate pilem ipis

Modulator éléktro-optik nyaéta alat inti sistem komunikasi optik sareng sistem fotonik gelombang mikro. Modulator ieu ngatur cahaya anu nyebar dina rohangan bébas atanapi pandu gelombang optik ku cara ngarobih indéks bias bahan anu disababkeun ku médan listrik anu diterapkeun. Niobate litium tradisionalmodulator éléktro-optikNgagunakeun bahan niobate litium bulk salaku bahan éléktro-optik. Bahan niobate litium kristal tunggal didoping sacara lokal pikeun ngabentuk pandu gelombang ngaliwatan prosés difusi titanium atanapi pertukaran proton. Bédana indéks bias antara lapisan inti sareng lapisan palapis leutik pisan, sareng pandu gelombang gaduh kamampuan ngabeungkeut anu goréng kana médan cahaya. Panjang total modulator éléktro-optik anu dibungkus biasana 5 ~ 10 cm.

Téhnologi Lithium Niobate on Insulator (LNOI) nyadiakeun cara anu efektif pikeun ngarengsekeun masalah modulator éléktro-optik litium niobate anu ukuranana ageung. Bédana indéks bias antara lapisan inti waveguide sareng lapisan cladding dugi ka 0,7, anu ningkatkeun pisan kamampuan ngabeungkeut modeu optik sareng pangaruh pangaturan éléktro-optik tina waveguide, sareng parantos janten hotspot panalungtikan dina widang modulator éléktro-optik.

Kusabab kamajuan téknologi micro-machining, pamekaran modulator éléktro-optik dumasar kana platform LNOI parantos ngadamel kamajuan anu gancang, nunjukkeun tren ukuran anu langkung kompak sareng paningkatan kinerja anu terus-terusan. Numutkeun struktur waveguide anu dianggo, modulator éléktro-optik litium niobate pilem ipis has nyaéta modulator éléktro-optik waveguide anu diukir langsung, hibrida anu dimuatmodulator pandu gelombangsareng modulator éléktro-optik pandu gelombang silikon terintegrasi hibrida.

Ayeuna, pamutahiran prosés étsa garing sacara signifikan ngirangan leungitna waveguide litium niobate pilem ipis, metode pemuatan ridge ngarengsekeun masalah kasusah prosés étsa anu luhur, sareng parantos ngawujudkeun modulator éléktro-optik litium niobate kalayan tegangan satengah gelombang kirang ti 1 V, sareng kombinasi sareng téknologi SOI anu dewasa saluyu sareng tren integrasi hibrida foton sareng éléktron. Téhnologi litium niobate pilem ipis gaduh kaunggulan dina ngawujudkeun leungitna anu handap, ukuran alit sareng modulator éléktro-optik terintegrasi bandwidth ageung dina chip. Sacara téoritis, diprediksi yén dorong-tarik litium niobate pilem ipis 3mmModulator M⁃ZLebar pita éléktro-optik 3dB tiasa ngahontal dugi ka 400 GHz, sareng lebar pita modulator litium niobate pilem ipis anu disiapkeun sacara ékspériméntal parantos dilaporkeun ngan ukur langkung ti 100 GHz, anu masih jauh tina wates luhur téoritis. Peningkatan anu dibawa ku optimalisasi parameter struktural dasar terbatas. Ka hareupna, tina sudut pandang ngajalajah mékanisme sareng struktur énggal, sapertos ngarancang éléktroda pandu gelombang koplanar standar salaku éléktroda gelombang mikro anu disegméntasi, kinerja modulator tiasa langkung ningkat.

Salian ti éta, réalisasi kemasan chip modulator terpadu sareng integrasi hétérogén dina chip sareng laser, detektor, sareng alat-alat sanésna mangrupikeun kasempetan sareng tantangan pikeun pamekaran modulator litium niobate pilem ipis ka hareup. Modulator éléktro-optik litium niobate pilem ipis bakal maénkeun peran anu langkung penting dina foton gelombang mikro, komunikasi optik, sareng widang sanésna.