Зерттеу барысыжұқа қабықшалы литий ниобаттық электрооптикалық модулятор
Электроптикалық модулятор оптикалық байланыс жүйесінің және микротолқынды фотонды жүйенің негізгі құрылғысы болып табылады. Ол бос кеңістікте немесе оптикалық толқын өткізгіште таралатын жарықты қолданылған электр өрісінен туындаған материалдың сыну көрсеткішін өзгерту арқылы реттейді. Дәстүрлі литий ниобатыэлектрооптикалық модуляторэлектрооптикалық материал ретінде сусымалы литий ниобаттық материалды пайдаланады. Бір кристалды литий ниобаты материалы титан диффузиясы немесе протон алмасу процесі арқылы толқындық жолды қалыптастыру үшін жергілікті легирленген. Негізгі қабат пен қаптама қабаты арасындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығы өте аз, ал толқын өткізгіштің жарық өрісімен байланысы нашар. Қаптамадағы электрооптикалық модулятордың жалпы ұзындығы әдетте 5~10 см құрайды.
Lithium Niobate on Insulator (LNOI) технологиясы литий ниобаты электрооптикалық модуляторының үлкен өлшемді мәселесін шешудің тиімді әдісін ұсынады. Толқын өткізгіштің негізгі қабаты мен қаптама қабаты арасындағы сыну көрсеткішінің айырмашылығы 0,7-ге дейін жетеді, бұл толқын өткізгіштің оптикалық режимді байланыстыру қабілетін және электро-оптикалық реттеу әсерін айтарлықтай арттырады және электро-оптикалық модулятор саласындағы зерттеу нүктесіне айналды.
Микроөңдеу технологиясының прогресінің арқасында LNOI платформасы негізіндегі электрооптикалық модуляторлардың дамуы ықшам өлшемдер мен өнімділіктің үздіксіз жақсару тенденциясын көрсете отырып, жылдам прогреске қол жеткізді. Қолданылатын толқын өткізгіш құрылымына сәйкес, типтік жұқа қабықшалы литий ниобаттық электро-оптикалық модуляторлар тікелей сызылған толқын өткізгіш электро-оптикалық модуляторлар, жүктелген гибридті болып табылады.толқындық модуляторларжәне гибридті кремнийді біріктірілген толқын өткізгіш электро-оптикалық модуляторлар.
Қазіргі уақытта құрғақ қиюлау процесін жетілдіру жұқа пленка литий ниобаты толқын өткізгішінің жоғалуын айтарлықтай азайтады, жоталарды жүктеу әдісі жоғары өңдеу процесінің қиындығы мәселесін шешеді және 1 В жарты толқыннан төмен кернеуі бар литий ниобаттық электро-оптикалық модуляторды жүзеге асырды және жетілген SOI технологиясымен комбинациясы тенденцияға сәйкес келеді. Жұқа пленка литий ниобаты технологиясы микросхемада аз шығынды, шағын өлшемді және үлкен өткізу қабілеттілігін біріктірілген электро-оптикалық модуляторды жүзеге асыруда артықшылықтарға ие. Теориялық тұрғыдан алғанда, 3 мм жұқа пленка литий ниобаты итермелейді деп болжанады.M⁃Z модуляторлары3дБ электро-оптикалық өткізу қабілеттілігі 400 ГГц-ке дейін жетуі мүмкін және эксперименталды түрде дайындалған жұқа қабықшалы литий ниобат модуляторының өткізу қабілеті 100 ГГц-ден сәл ғана асатыны хабарланды, бұл теориялық жоғарғы шектен әлі де алыс. Негізгі құрылымдық параметрлерді оңтайландыру арқылы жеткізілетін жақсартулар шектеулі. Болашақта сегменттелген микротолқынды электрод ретінде стандартты компланарлы толқын өткізгіш электродты жобалау сияқты жаңа механизмдер мен құрылымдарды зерттеу тұрғысынан модулятордың өнімділігін одан әрі жақсартуға болады.
Сонымен қатар, біріктірілген модулятор чиптерін орау және лазерлермен, детекторлармен және басқа құрылғылармен чиптегі гетерогенді интеграцияны жүзеге асыру жұқа қабықшалы литий ниобат модуляторларын болашақта дамыту үшін мүмкіндік және қиындық болып табылады. Жіңішке пленка литий ниобаты электрооптикалық модуляторы микротолқынды фотонда, оптикалық байланыста және басқа салаларда маңызды рөл атқарады.
Жіберу уақыты: 07 сәуір 2025 ж