Meira samþætt þunnfilmu litíumníóbat rafsegulmótari

Mikil línuleikiraf-ljósleiðariog örbylgjufótónaforritun
Með vaxandi kröfum samskiptakerfa, til að bæta enn frekar skilvirkni merkjasendinga, munu menn sameina ljóseindir og rafeindir til að ná fram viðbótarkostum og örbylgjuljósfræði mun fæðast. Raf-ljósfræðilegur mótari er nauðsynlegur til að umbreyta rafmagni í ljós í ...örbylgjuljósfræðileg kerfi, og þetta lykilatriði ræður venjulega afköstum alls kerfisins. Þar sem umbreyting útvarpsbylgjumerkis í ljósfræðilegt svið er hliðrænt merkjaferli og venjulegtraf-ljósfræðilegir mótunartækihafa meðfædda ólínuleika, það er alvarleg merkisröskun í umbreytingarferlinu. Til að ná fram nokkurri línulegri mótun er rekstrarpunktur mótarans venjulega fastur við rétthyrnda skekkjupunktinn, en hann getur samt ekki uppfyllt kröfur örbylgjufótóntengingar um línuleika mótarans. Rafsegulmótarar með mikilli línuleika eru brýn þörf.

Hraðvirk brotstuðulsstýring kísilefna er venjulega náð með dreifingu frjálsra burðarefnisplasma (FCD) áhrifum. Bæði FCD áhrifin og PN gatnamótunarstýringin eru ólínuleg, sem gerir kísilstýringuna minna línulega en litíumníóbatstýringuna. Litíumníóbat efni sýna framúrskarandi...raf-ljósfræðileg mótunEiginleikar vegna Pucker-áhrifa þeirra. Á sama tíma hefur litíumníóbat efni kost á mikilli bandvídd, góðum mótunareiginleikum, litlu tapi, auðveldri samþættingu og eindrægni við hálfleiðaraferli, notkun þunnfilmu litíumníóbats til að búa til afkastamikla rafsegulmótara, samanborið við kísill nánast enga „stuttri plötu“, en einnig til að ná mikilli línuleika. Þunnfilmu litíumníóbat (LNOI) rafsegulmótari á einangrunarefni hefur orðið efnileg þróunarstefna. Með þróun þunnfilmu litíumníóbat efnisframleiðslutækni og bylgjuleiðaraetsunartækni hefur mikil umbreytingarnýtni og meiri samþætting þunnfilmu litíumníóbat rafsegulmótara orðið svið alþjóðlegra fræðasamfélaga og iðnaðar.

Einkenni þunnfilmu litíumníóbats
Í Bandaríkjunum hefur DAP AR planning gert eftirfarandi mat á litíumníóbat efnum: ef miðja rafeindabyltingarinnar er nefnd eftir kísilefninu sem gerir hana mögulega, þá er líklegt að fæðingarstaður ljósfræðilegrar byltingarinnar verði nefndur eftir litíumníóbati. Þetta er vegna þess að litíumníóbat sameinar raf-sjónræn áhrif, hljóð-sjónræn áhrif, piezoelectric áhrif, hita- og ljósbrotsáhrif í einu, rétt eins og kísilefni í ljósfræði.

Hvað varðar ljósleiðnieiginleika hefur InP efnið mesta ljósleiðnistapið á örgjörvanum vegna ljósgleypni í almennt notaða 1550nm bandinu. SiO2 og kísillnítríð hafa bestu ljósleiðnieiginleikana og tapið getur náð ~ 0,01dB/cm; Eins og er getur bylgjuleiðartap þunnfilmu litíumníóbatbylgjuleiðara náð 0,03dB/cm og tap þunnfilmu litíumníóbatbylgjuleiðara hefur möguleika á að minnka enn frekar með stöðugum tækniframförum í framtíðinni. Þess vegna mun þunnfilmu litíumníóbatefnið sýna góða frammistöðu fyrir óvirk ljósbyggingar eins og ljóstillífunarbrautir, skúta og örhringi.

Hvað varðar ljósframleiðslu er það aðeins InP sem getur gefið frá sér beint ljós; Þess vegna er nauðsynlegt, til að nota örbylgjufótóna, að koma InP-byggðri ljósgjafa fyrir á LNOI-byggða ljósfræðilega samþætta flís með bakhleðslusuðu eða epitaxialvexti. Hvað varðar ljósmótun hefur verið áréttað hér að ofan að þunnfilma litíumníóbatefni á auðveldara með að ná stærri mótunarbandbreidd, lægri hálfbylgjuspennu og lægri gagnatapi en InP og Si. Ennfremur er mikil línuleiki rafsegulfræðilegrar mótunar á þunnfilmu litíumníóbatefnum nauðsynleg fyrir allar notkunarmöguleika örbylgjufótóna.

Hvað varðar ljósleiðsögn, þá gerir hraðvirka rafsegulsviðbrögð þunnfilmu litíumníóbatefnis LNOI-byggða ljósleiðarofann færan um hraðvirka ljósleiðarrof og orkunotkun slíkrar hraðrofs er einnig mjög lítil. Fyrir dæmigerða notkun samþættrar örbylgjuljósmyndunartækni hefur ljósstýrða geislamyndunarflísinn getu til hraðrofs til að uppfylla þarfir hraðrar geislaskönnunar og eiginleikarnir með afar lágri orkunotkun eru vel aðlagaðir ströngum kröfum stórfelldra fasa fylkingakerfa. Þó að InP-byggður ljósleiðarofi geti einnig framkvæmt hraðvirka ljósleiðarrof, mun hann valda miklum hávaða, sérstaklega þegar fjölþrepa ljósleiðarofinn er kaskadaður, mun hávaðastuðullinn versna verulega. Kísill, SiO2 og kísillnítríð efni geta aðeins skipt um ljósleiðir með hitafræðilegri ljósleiðni eða dreifingaráhrifum burðarefnis, sem hefur ókosti eins og mikla orkunotkun og hægan rofahraða. Þegar stærð fasa fylkingarinnar er stór getur hún ekki uppfyllt kröfur um orkunotkun.

Hvað varðar ljósfræðilega mögnun, þáhálfleiðari ljósleiðari (SOA) byggt á InP hefur verið þroskað til viðskiptalegrar notkunar, en það hefur ókosti eins og hávaðastuðul og lágt mettunarafl, sem hentar ekki notkun örbylgjufótóna. Stuðningsbundið mögnunarferli þunnfilmu litíumníóbatbylgjuleiðara sem byggir á reglubundinni virkjun og umsnúningi getur náð lágum hávaða og mikilli afköstum ljósmögnunar á örgjörvanum, sem getur vel uppfyllt kröfur samþættrar örbylgjufótónatækni fyrir ljósmögnun á örgjörvanum.

Hvað varðar ljósgreiningu hefur þunnfilmu litíumníóbat góða eiginleika til að senda ljós í 1550 nm bandið. Ekki er hægt að ná fram ljósrafmagnsumbreytingu, þannig að til að uppfylla þarfir ljósrafmagnsumbreytingar á örbylgjufljótum þarf að setja InGaAs eða Ge-Si greiningareiningar inn á LNOI-byggða ljósfræðilega samþætta flögur með bakhleðslusuðu eða epitaxial vexti. Hvað varðar tengingu við ljósleiðara, þar sem ljósleiðarinn sjálfur er úr SiO2 efni, hefur stillingarsvið SiO2 bylgjuleiðarans hæsta samsvörunarstig við stillingarsvið ljósleiðarans og tengingin er þægilegust. Þvermál stillingarsviðsins í mjög takmörkuðu bylgjuleiðaranum úr þunnfilmu litíumníóbati er um 1 μm, sem er nokkuð frábrugðið stillingarsviði ljósleiðara, þannig að rétta stillingarbreyting verður að vera framkvæmd til að passa við stillingarsvið ljósleiðarans.

Hvað varðar samþættingu, þá fer það aðallega eftir beygjuradíus bylgjuleiðarans (sem hefur áhrif á takmörkun á bylgjuleiðarahamsviðinu) hvort mismunandi efni hafa mikla samþættingarmöguleika. Mjög takmarkaður bylgjuleiðari gerir kleift að hafa minni beygjuradíus, sem stuðlar að mikilli samþættingu. Þess vegna hafa þunnfilmu litíumníóbatbylgjuleiðarar möguleika á að ná mikilli samþættingu. Þess vegna gerir útlit þunnfilmu litíumníóbats það mögulegt fyrir litíumníóbatefnið að gegna raunverulegu hlutverki sem sjónrænt „kísill“. Fyrir notkun örbylgjufótóna eru kostir þunnfilmu litíumníóbats augljósari.