Բարակ թաղանթային լիթիումի նիոբատային էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորի հետազոտության առաջընթացը

Հետազոտության առաջընթացըբարակ թաղանթային լիթիումի նիոբատային էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատոր

Էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորը օպտիկական կապի համակարգի և միկրոալիքային ֆոտոնային համակարգի հիմնական սարքն է: Այն կարգավորում է լույսի տարածումը ազատ տարածությունում կամ օպտիկական ալիքատարում՝ փոխելով նյութի բեկման ցուցիչը, որն առաջանում է կիրառվող էլեկտրական դաշտի պատճառով: Ավանդական լիթիումի նիոբատըէլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորՈրպես էլեկտրաօպտիկական նյութ օգտագործում է լիթիումի նիոբատային զանգվածային նյութ։ Միաբյուրեղային լիթիումի նիոբատային նյութը տեղայնորեն լեգիրվում է՝ տիտանի դիֆուզիայի կամ պրոտոնային փոխանակման գործընթացի միջոցով ալիքատար ձևավորելու համար։ Միջուկային շերտի և պատման շերտի միջև բեկման ցուցիչի տարբերությունը շատ փոքր է, և ալիքատարը թույլ կապող ունակություն ունի լույսի դաշտի հետ։ Փաթեթավորված էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորի ընդհանուր երկարությունը սովորաբար 5~10 սմ է։

Լիթիումի նիոբատի մեկուսիչի վրա կիրառման (LNOI) տեխնոլոգիան արդյունավետ միջոց է լիթիումի նիոբատի էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորի մեծ չափերի խնդիրը լուծելու համար: Ալիքային հաղորդիչի միջուկի շերտի և ծածկույթի շերտի միջև բեկման ցուցիչի տարբերությունը մինչև 0.7 է, ինչը զգալիորեն բարելավում է ալիքային հաղորդիչի օպտիկական ռեժիմի կապման ունակությունը և էլեկտրոօպտիկական կարգավորման ազդեցությունը և դարձել է էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորի ոլորտում հետազոտական ​​կենտրոն:

Միկրոմեխանիկական տեխնոլոգիայի առաջընթացի շնորհիվ, LNOI հարթակի վրա հիմնված էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորների մշակումը արագ առաջընթաց է գրանցել՝ ցույց տալով ավելի կոմպակտ չափերի և աշխատանքի շարունակական բարելավման միտում: Օգտագործվող ալիքատար կառուցվածքի համաձայն, տիպիկ բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատային էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորները ուղղակիորեն փորագրված ալիքատար էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորներ են, բեռնված հիբրիդով:ալիքատար մոդուլյատորներև հիբրիդային սիլիցիումային ինտեգրված ալիքատար էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորներ։

Ներկայումս չոր փորագրման գործընթացի կատարելագործումը զգալիորեն նվազեցնում է բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատի ալիքատարի կորուստը, լեռնաշղթայի բեռնման մեթոդը լուծում է փորագրման գործընթացի բարձր դժվարության խնդիրը և իրականացրել է լիթիում նիոբատի էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատոր՝ 1 Վ-ից պակաս կիսաալիքային լարմամբ, և հասուն SOI տեխնոլոգիայի հետ համադրությունը համապատասխանում է ֆոտոնային և էլեկտրոնային հիբրիդային ինտեգրման միտմանը: Բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատի տեխնոլոգիան առավելություններ ունի չիպի վրա ցածր կորուստներով, փոքր չափսերով և մեծ թողունակությամբ ինտեգրված էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատոր իրականացնելու հարցում: Տեսականորեն, կանխատեսվում է, որ 3 մմ բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատի push-pull համակարգը...M⁃Z մոդուլյատորներ3dB էլեկտրաօպտիկական թողունակությունը կարող է հասնել մինչև 400 GHz, իսկ փորձարարական եղանակով պատրաստված բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատային մոդուլյատորի թողունակությունը, ըստ հաղորդումների, մի փոքր ավելի քան 100 GHz է, որը դեռևս հեռու է տեսական վերին սահմանից: Հիմնական կառուցվածքային պարամետրերի օպտիմալացման միջոցով ստացված բարելավումը սահմանափակ է: Ապագայում, նոր մեխանիզմների և կառուցվածքների ուսումնասիրության տեսանկյունից, ինչպիսին է ստանդարտ համահարթ ալիքատար էլեկտրոդի նախագծումը որպես հատվածավորված միկրոալիքային էլեկտրոդ, մոդուլյատորի աշխատանքը կարող է էլ ավելի բարելավվել:

Բացի այդ, ինտեգրված մոդուլյատորի չիպային փաթեթավորման և լազերների, դետեկտորների և այլ սարքերի հետ չիպի վրա տարասեռ ինտեգրման իրականացումը և՛ հնարավորություն է, և՛ մարտահրավեր բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատային մոդուլյատորների ապագա զարգացման համար: Բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատային էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորը ավելի կարևոր դեր կխաղա միկրոալիքային ֆոտոնային, օպտիկական հաղորդակցության և այլ ոլորտներում: