Kõrge lineaarsusElektroptiline modulaatorja mikrolainete footonrakendus
Sidesüsteemide suurenevate nõuete korral ühendavad inimesed täiendavate eeliste saavutamiseks signaalide edastamise tõhususe edasiseks parandamiseks ning sünnib mikrolainefootonika. Elektrienergia muundamiseks on vaja elektro-optilist modulaatoritMikrolainete foonisüsteemid, ja see võtmesamm määrab tavaliselt kogu süsteemi jõudluse. Kuna raadiosagedussignaali muundamine optiliseks domeeniks on analoogsignaaliprotsess ja tavalineelektro-optilised modulaatoridOmada mittelineaarsusega, on teisendusprotsessis tõsiseid signaalide moonutusi. Ligikaudse lineaarse modulatsiooni saavutamiseks fikseeritakse modulaatori tööpunkt tavaliselt ortogonaalse eelarvamuse punktis, kuid see ei suuda ikkagi vastata mikrolaine footoni lingi nõuetele modulaatori lineaarsuse jaoks. Kerge lineaarsusega elektro-optilisi modulaatoreid on kiiresti vaja.
Ränimaterjalide kiire murdumisnäitaja modulatsioon saavutatakse tavaliselt vaba kandja plasma dispersiooni (FCD) efekti abil. Nii FCD efekt kui ka PN ristmike modulatsioon on mittelineaarne, mis muudab ränimodulaatori vähem lineaarseks kui liitium -niobaadi modulaator. Liitium -niobaadimaterjalid on suurepärasedelektro-optiline modulatsioonatribuudid nende puckeri efekti tõttu. Samal ajal on liitium-niobaadimaterjal suure ribalaiuse eelised, head modulatsiooni omadused, madalad kaotused, lihtne integreerimine ja ühilduvus pooljuhtide protsessiga, õhukese kile liitium-niobaadi kasutamine, et muuta suure jõudlusega elektro-optilise modulaator, võrreldes peaaegu mitte „lühikese lineaarsuse”, vaid ka kõrge lineaarsuse saavutamiseks. Õhukese kile liitium-niobaadi (LNOI) elektro-optilise modulaatori isolaatoril on muutunud paljutõotavaks arengusuunaks. Õhukese kile liitium-niobaadi materjali ettevalmistamise tehnoloogia ja lainejuhtide söövitamistehnoloogia arendamisel on õhukese liitium-niobaadi elektro-optilise modulaatori kõrge muundamise efektiivsus ja suurem integreerimine muutunud rahvusvaheliste akadeemiliste ringkondade ja tööstuse valdkonnaks.
Õhukese kile liitium -niobaadi omadused
Ameerika Ühendriikides on DAP AR planeerimine teinud järgmise liitium -niobaadimaterjalide hindamise: kui elektroonilise revolutsiooni keskpunkt on nimetatud ränimaterjali järgi, mis selle võimaldab, siis on fotoonika revolutsiooni sünnikoht tõenäoliselt nimetatud liitium -niobaadi järgi. Selle põhjuseks on asjaolu, et liitium-niobaat integreerib ühes elektro-optilise efekti, akusto-optilise efekti, piesoelektrilise efekti, termoelektrilise efekti ja fotorefraktiivse efekti ühes, nagu ka ränimaterjalid optika valdkonnas.
Optiliste ülekandeomaduste osas on INP-materjalil suurim kiibis ülekandekaotus valguse imendumise tõttu tavaliselt kasutatavas 1550 nm ribas. SIO2 ja räni nitriidil on parimad ülekandeomadused ja kaotus võib jõuda ~ 0,01 dB/cm; Praegu võib õhukese kilega liitium-niobaadi lainejuhi lainejuhi kaotus jõuda 0,03db/cm tasemeni ja õhukese kilega liitium-nibaadi lainejuhi kaotus võib tulevikus tehnoloogilise taseme pideva paranemisega veelgi vähendada. Seetõttu näitab õhukese kile liitium -niobaadi materjal head jõudlust passiivsete heledate struktuuride, näiteks fotosünteesi, šundi ja mikrokorraldamise jaoks.
Valguse genereerimise osas on ainult INP -l võimalus valgust otse eraldada; Seetõttu on mikrolaine footonite rakendamisel vaja sisse viia INP -põhist valgusallikat LNOI -l põhineval fotoonilisel integreeritud kiibil keevitamise või epitaksiaalse kasvu abil. Valguse modulatsiooni osas on eespool rõhutatud, et õhukese kile liitium-niobaadimaterjali on lihtsam saavutada suurem modulatsiooni ribalaius, alumine poollaine pinge ja madalam ülekandekaotus kui INP ja SI. Veelgi enam, õhukese kile liitium-niobaadi materjalide elektrooptilise modulatsiooni kõrge lineaarsus on kõigi mikrolainete footonirakenduste jaoks hädavajalik.
Optilise marsruutimise osas muudab õhukese kile liitium-niobaadimaterjali kiire elektro-optiline vastus LNOI-l põhineva optilise lüliti, mis on võimeline kiireks optiliseks marsruutimiseks ja sellise kiire lüliti energiatarve on samuti väga madal. Integreeritud mikrolainete footonitehnoloogia tüüpiliseks kasutamiseks on optiliselt juhitaval kiirte vormingu kiibil kiire lülitumise võime vasta kiire kiir skaneerimise vajadusi ning ülimadala energiatarbimise omadused on hästi kohandatud suuremahuliste järkjärguliste massiivi süsteemi rangete nõuetega. Ehkki INP-põhise optilise lüliti saab ka kiiret optilise tee lülitumist realiseerida, põhjustab see suurt müra, eriti kui mitmetasandiline optiline lüliti kaskaaditakse, halveneb müra koefitsient tõsiselt. Räni, SiO2 ja räni nitriidmaterjalid saavad optilisi teid ainult termo-optilise efekti või kande dispersiooniefekti kaudu vahetada, millel on suure energiatarbimise ja aeglase lülituskiiruse puudused. Kui etapiviisilise massiivi massiivi suurus on suur, ei suuda see vastata energiatarbimise nõuetele.
Optilise võimenduse osaspooljuhtide optiline võimendi (Soa) INP põhjal on olnud küpseks kasutamiseks, kuid sellel on kõrge müra koefitsiendi ja madala küllastusega väljundvõimsuse puudused, mis ei soodusta mikrolaine footonite kasutamist. Perioodilisel aktiveerimisel ja inversioonil põhineva õhukese liitium-niobaadi lainejuhi parameetriline amplifikatsiooniprotsess võib saavutada madala müra- ja suure võimsusega kiibil optilise võimenduse, mis võib hästi täita krõpsu optilise võimenduse integreeritud mikrolaine footonitehnoloogia nõudeid.
Valguse tuvastamise osas on õhukese kile liitium -niobaadil hea ülekandeomadused, mis on tuginevad 1550 nm ribas. Fotoelektrilise muundamise funktsiooni ei saa realiseerida, seega mikrolainete footonirakenduste jaoks, et rahuldada kiibil fotoelektrilise muundamise vajadusi. LNOI-põhistel fotoonilistes integreeritud kiipides tuleb tutvustada InGAA-de või GE-SI tuvastamise ühikuid, keevitus- või epitaksiaalse kasvuga. Optilise kiuduga sidumise osas, kuna optiline kiud ise on SiO2 materjal, on SiO2 lainejuhi režiimiväljal kõige paremini sobiv kraad optilise kiu režiimi väljaga ja ühendamine on kõige mugavam. Õhukese kile liitium -niobaadi tugevalt piiratud lainejuhi režiimivälja läbimõõt on umbes 1 μm, mis on üsna erinev optilise kiu režiimi väljast, seega tuleb läbi viia õige režiimi koha teisendamine, et see vastaks optilise kiu režiimi väljale.
Integreerimise osas sõltub erinevatel materjalidel kõrge integratsioonipotentsiaal peamiselt lainejuhi painderaadiusest (mõjutab lainejuhi režiimi välja piiramine). Tugevalt piiratud lainejuhe võimaldab väiksemat painderaadiust, mis soodustab paremini kõrge integratsiooni realiseerimist. Seetõttu on õhukese kilega liitium-niobaadi lainejuhid potentsiaal saavutada kõrge integratsioon. Seetõttu võimaldab õhukese kile liitium -niobaadi välimus liitium -niobaadimaterjali optilise räni rolli mängida. Mikrolaine footonite rakendamiseks on õhukese kile liitium -niobaadi eelised ilmsemad.
Postiaeg: 23.-23.-2014