Бүтэц ба гүйцэтгэлийн танилцуулгаНимгэн хальсан литийн ниобат электро оптик модулятор
An электро-оптик модуляторнимгэн хальсан литийн ниобатын янз бүрийн бүтэц, долгионы урт, платформ дээр үндэслэсэн бөгөөд янз бүрийн төрлийн цогц гүйцэтгэлийн харьцуулалт хийсэн.EOM модуляторууд, мөн судалгаа, хэрэглээний дүн шинжилгээнимгэн хальсан литийн ниобат модуляторуудбусад салбарт.
1. Резонансгүй хөндий нимгэн хальсан литийн ниобатын модулятор
Энэ төрлийн модулятор нь литийн ниобатын талстын маш сайн электро-оптик нөлөөнд суурилсан бөгөөд өндөр хурдтай болон холын зайн оптик холбоог бий болгох гол төхөөрөмж юм. Гурван үндсэн бүтэц байдаг:
1.1 Аяллын долгионы электрод MZI модулятор: Энэ бол хамгийн ердийн загвар юм. Харвардын Их Сургуулийн Лон ч арын судалгааны баг анх 2018 онд өндөр хүчин чадалтай хувилбарыг гаргасан бөгөөд дараа нь кварцын суурь дээр суурилсан багтаамжийн ачаалал (өндөр зурвасын өргөн боловч цахиур дээр суурилсантай нийцэхгүй) болон суурь хөндийд суурилсан цахиур дээр суурилсан нийцтэй байдлыг сайжруулж, өндөр зурвасын өргөн (>67 GHz) болон өндөр хурдны дохио (жишээлбэл, 112 Gbit/s PAM4) дамжуулалтыг бий болгосон.
1.2 Эвхэгддэг MZI модулятор: Төхөөрөмжийн хэмжээг богиносгож, QSFP-DD зэрэг авсаархан модулиудад дасан зохицохын тулд туйлшралын боловсруулалт, хөндлөн долгион хөтлүүр эсвэл урвуу бичил бүтцийн электродуудыг ашиглан төхөөрөмжийн уртыг хоёр дахин багасгаж, 60 GHz зурвасын өргөнийг бий болгодог.
1.3 Дан/Хос туйлшралын когерент ортогональ (IQ) модулятор: Дамжуулах хурдыг нэмэгдүүлэхийн тулд өндөр эрэмбийн модуляцийн форматыг ашигладаг. Сунь Ятсен Их Сургуулийн Цай судалгааны баг 2020 онд чип дээрх анхны дан туйлшралын IQ модуляторыг бүтээсэн. Ирээдүйд боловсруулсан хос туйлшралын IQ модулятор нь илүү сайн гүйцэтгэлтэй бөгөөд кварцын суурь дээр суурилсан хувилбар нь 1.96 Тбит/с гэсэн ганц долгионы уртын дамжуулах хурдны дээд амжилтыг тогтоосон.
2. Резонансын хөндий хэлбэрийн нимгэн хальсан литийн ниобатын модулятор
Хэт жижиг болон том зурвасын модуляторуудыг бий болгохын тулд янз бүрийн резонансын хөндийн бүтэц байдаг:
2.1 Фотоник болор (PC) болон микро цагираг модулятор: Рочестерийн Их Сургуулийн Линий судалгааны баг анхны өндөр хүчин чадалтай фотоник болор модуляторыг боловсруулсан. Үүнээс гадна, цахиурын литийн ниобатын олон янзын интеграци ба нэгэн төрлийн интеграцид суурилсан микро цагираг модуляторуудыг мөн санал болгосон бөгөөд энэ нь хэд хэдэн GHz зурвасын өргөнийг бий болгодог.
2.2Брэгг торны резонансын хөндийн модулятор: Фабри Перот (FP) хөндий, долгион хөтлүүр Брэгг тор (WBG) болон удаан гэрлийн (SL) модуляторыг багтаасан. Эдгээр бүтэц нь хэмжээ, процессын хүлцэл болон гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлэх зориулалттай, жишээлбэл, 2 × 2 FP резонансын хөндийн модулятор нь 110 GHz-ээс хэт том зурвасын өргөнийг бий болгодог. Хосолсон Брэгг тор дээр суурилсан удаан гэрлийн модулятор нь ажлын зурвасын өргөнийг өргөжүүлдэг.
3. Олон төрлийн интеграцчилагдсан нимгэн хальсан литийн ниобатын модулятор
Цахиур дээр суурилсан платформ дээр CMOS технологийн нийцтэй байдлыг литийн ниобатын маш сайн модуляцийн гүйцэтгэлтэй хослуулах гурван үндсэн интеграцийн арга байдаг.
3.1 Холболтын төрлийн олон янзын интеграци: Бензоциклобутен (BCB) эсвэл цахиурын давхар исэлтэй шууд холбогдож, нимгэн хальсан литийн ниобатыг цахиур эсвэл цахиурын нитридийн тавцан руу шилжүүлж, вафлийн түвшин, өндөр температурт тогтвортой интеграцчилалд хүрдэг. Модулятор нь өндөр зурвасын өргөн (>70 GHz, тэр ч байтугай 110 GHz-ээс давсан) болон өндөр хурдтай дохио дамжуулах чадвартай.
3.2 Долгион хөтлүүрийн материалыг тунадасжуулах олон янзын интеграци: ачааллын долгион хөтлүүр болгон нимгэн хальсан литийн ниобат дээр цахиур эсвэл цахиурын нитридийг тунадасжуулах нь үр ашигтай электро-оптик модуляцийг бий болгодог.
3.3 Микро шилжүүлгийн хэвлэх (μ TP) олон янзын интеграци: Энэ нь том хэмжээний үйлдвэрлэлд ашиглагдахаар төлөвлөгдсөн технологи бөгөөд угсармал функциональ төхөөрөмжийг өндөр нарийвчлалтай тоног төхөөрөмжөөр дамжуулан зорилтот чип рүү дамжуулж, нарийн төвөгтэй дараах боловсруулалтаас зайлсхийдэг. Үүнийг цахиурын нитрид болон цахиур дээр суурилсан платформуудад амжилттай хэрэгжүүлж, хэдэн арван GHz зурвасын өргөнийг бий болгосон.
Товчхондоо, энэхүү өгүүлэлд өндөр хүчин чадалтай, өргөн зурвасын өргөнтэй резонансын бус хөндийн бүтцийг эрэлхийлэх, жижигрүүлсэн резонансын хөндийн бүтцийг судлах, боловсорсон цахиур дээр суурилсан фотоник платформуудтай нэгтгэхээс эхлээд нимгэн хальсан литийн ниобатын платформ дээр суурилсан электро-оптик модуляторуудын технологийн замын зургийг системтэйгээр тоймлон харуулав. Энэ нь уламжлалт модуляторуудын гүйцэтгэлийн саадыг даван туулж, өндөр хурдны оптик холбоог бий болгоход нимгэн хальсан литийн ниобатын модуляторуудын асар их боломж, тасралтгүй дэвшлийг харуулж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2026 оны 3-р сарын 31