Түзүлүшүнө жана иштешине киришүүЖука пленкалуу литий ниобаты электрооптикалык модулятору
An электро-оптикалык модуляторжука пленкалуу литий ниобатынын ар кандай түзүлүштөрүнө, толкун узундуктарына жана платформаларына негизделген жана ар кандай типтеги литий ниобатын комплекстүү салыштыруу.EOM модуляторлоруошондой эле изилдөө жана колдонууну талдоожука пленкалуу литий ниобаты модуляторлорубашка тармактарда.
1. Резонанстуу эмес көңдөй жука пленкалуу литий ниобатынын модулятору
Бул типтеги модулятор литий ниобатынын кристаллынын эң сонун электро-оптикалык таасирине негизделген жана жогорку ылдамдыктагы жана узак аралыктагы оптикалык байланышка жетүү үчүн негизги түзүлүш болуп саналат. Үч негизги түзүлүш бар:
1.1 Кыймылдуу толкун электродунун MZI модулятору: Бул эң типтүү дизайн. Гарвард университетиндеги Лон чак изилдөө тобу алгач 2018-жылы жогорку өндүрүмдүүлүктөгү версияга жетишкен, андан кийинки жакшыртуулар кварц субстраттарына негизделген сыйымдуулук жүктөмүн (жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгү, бирок кремний негизиндегилер менен шайкеш келбейт) жана субстраттын көңдөйүнө негизделген кремний негизиндеги шайкештикти камтыган, жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө (>67 ГГц) жана жогорку ылдамдыктагы сигналды (мисалы, 112 Гбит/с PAM4) өткөрүүгө жетишкен.
1.2 Бүктөлүүчү MZI модулятору: Түзмөктүн өлчөмүн кыскартуу жана QSFP-DD сыяктуу компакттуу модулдарга ыңгайлашуу үчүн, түзмөктүн узундугун эки эсе кыскартуу жана 60 ГГц өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетүү үчүн поляризациялоочу иштетүү, кайчылаш толкун өткөргүч же тескери микроструктура электроддору колдонулат.
1.3 Бир/Кош поляризациялуу когеренттүү ортогоналдык (IQ) модулятору: Өткөрүү ылдамдыгын жогорулатуу үчүн жогорку тартиптеги модуляция форматын колдонот. Сунь Ятсен университетиндеги Цай изилдөө тобу 2020-жылы чиптеги биринчи бир поляризациялуу IQ модуляторуна жетишти. Келечекте иштелип чыккан кош поляризациялуу IQ модулятору жакшыраак иштөөгө ээ жана кварц субстратына негизделген версиясы бир толкун узундугундагы өткөрүү ылдамдыгы боюнча 1,96 Тбит/с рекордун койду.
2. Резонанстык көңдөй түрүндөгү жука пленкалуу литий ниобаты модулятору
Өтө кичине жана чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн модуляторлоруна жетүү үчүн ар кандай резонанстык көңдөй структуралары бар:
2.1 Фотондук кристалл (ФК) жана микро шакекче модулятору: Линдин Рочестер университетиндеги изилдөө тобу биринчи жогорку өндүрүмдүү фотондук кристалл модуляторун иштеп чыкты. Мындан тышкары, кремний литий ниобатынын гетерогендик интеграциясына жана бир тектүү интеграциясына негизделген микро шакекче модуляторлору да сунушталып, бир нече ГГц өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетишилди.
2.2 Брэгг торчосунун резонанстык көңдөй модулятору: Фабри Перот (FP) көңдөйүн, толкун өткөргүч Брэгг торчосун (WBG) жана жай жарык модуляторун камтыйт. Бул структуралар өлчөмдү, процесстин толеранттуулугун жана иштешин тең салмактоо үчүн иштелип чыккан, мисалы, 2 × 2 FP резонанстык көңдөй модулятору 110 ГГцден ашкан өтө чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетет. Байланышкан Брэгг торчосуна негизделген жай жарык модулятору жумушчу өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн диапазонун кеңейтет.
3. Гетерогендүү интеграцияланган жука пленкалуу литий ниобаты модулятору
Кремний негизиндеги платформаларда CMOS технологиясынын шайкештигин литий ниобатынын эң сонун модуляциялык көрсөткүчү менен айкалыштыруунун үч негизги интеграция ыкмасы бар:
3.1 Байланыш тибиндеги гетерогендик интеграция: Бензоциклобутен (BCB) же кремний диоксиди менен түз байланышуу аркылуу жука пленкалуу литий ниобаты кремний же кремний нитриди платформасына өткөрүлүп, пластина деңгээлине, жогорку температурадагы туруктуу интеграцияга жетишилет. Модулятор жогорку өткөрүү жөндөмдүүлүгүн (>70 ГГц, ал тургай 110 ГГцден ашкан) жана жогорку ылдамдыктагы сигнал берүү мүмкүнчүлүгүн көрсөтөт.
3.2 Толкун өткөргүч материалын чөктүрүү гетерогендик интеграциясы: жука пленкалуу литий ниобатына жүктөө толкун өткөргүчү катары кремнийди же кремний нитридин чөктүрүү да натыйжалуу электро-оптикалык модуляцияга жетишет.
3.3 Микротрансфердик басып чыгаруу (μ TP) гетерогендик интеграциясы: Бул ири масштабдуу өндүрүш үчүн колдонулушу күтүлүп жаткан технология, ал алдын ала даярдалган функционалдык түзмөктөрдү жогорку тактыктагы жабдуулар аркылуу максаттуу чиптерге өткөрүп берет, бул татаал кийинки иштетүүдөн качууга мүмкүндүк берет. Ал кремний нитридине жана кремний негизиндеги платформаларга ийгиликтүү колдонулуп, ондогон ГГц өткөрүү жөндөмдүүлүгүнө жетишилген.
Кыскача айтканда, бул макалада жука пленкалуу литий ниобат платформаларына негизделген электро-оптикалык модуляторлордун технологиялык жол картасы системалуу түрдө баяндалат, ал жогорку өндүрүмдүүлүктөгү жана чоң өткөрүү жөндөмдүүлүгүндөгү резонанстык эмес көңдөй структураларын издөөдөн баштап, миниатюраланган резонанстык көңдөй структураларын изилдөөдөн жана жетилген кремний негизиндеги фотондук платформалар менен интеграциялоодон турат. Ал салттуу модуляторлордун иштөөсүндөгү тоскоолдуктарды жеңүүдө жана жогорку ылдамдыктагы оптикалык байланышка жетүүдөгү жука пленкалуу литий ниобат модуляторлорунун эбегейсиз зор потенциалын жана үзгүлтүксүз өнүгүшүн көрсөтөт.
Жарыяланган убактысы: 2026-жылдын 31-марты