Inngangur að uppbyggingu og afköstumÞunnfilmu litíum níóbat rafsegulmótor
An raf-ljósleiðaribyggt á mismunandi uppbyggingu, bylgjulengdum og kerfum þunnfilmu litíumníóbats, og ítarlegri samanburði á afköstum ýmissa gerða afEOM mótunarbúnaður, sem og greiningu á rannsóknum og beitingu áÞunnfilmu litíum níóbat mótunarbúnaðurá öðrum sviðum.
1. Þunnfilmu litíumníóbat mótunarbúnaður án ómsveiflu
Þessi tegund mótunar byggir á framúrskarandi rafsegulfræðilegum áhrifum litíumníóbatkristalla og er lykiltæki til að ná fram hraðvirkum og langdrægum ljósleiðarasamskiptum. Það eru þrjár meginuppbyggingar:
1.1 MZI mótunarbúnaður fyrir ferðabylgjurafskaut: Þetta er dæmigerðasta hönnunin. Rannsóknarhópurinn Lončar við Harvard-háskóla náði fyrst að þróa afkastamikla útgáfu árið 2018, með síðari úrbótum, þar á meðal rafrýmd hleðslu byggða á kvars undirlögum (mikil bandvídd en ósamhæfð við kísil-undirlög) og kísil-undirlög samhæfð byggð á holun undirlagsins, sem náði mikilli bandvídd (>67 GHz) og háhraða merkjasendingu (eins og 112 Gbit/s PAM4).
1.2 Samanbrjótanlegur MZI mótari: Til að stytta stærð tækisins og aðlagast samþjöppuðum einingum eins og QSFP-DD eru notaðar skautunarmeðferð, krossbylgjuleiðari eða öfug örbyggingarrafskautar til að minnka lengd tækisins um helming og ná 60 GHz bandbreidd.
1.3 Einfaldur/tvöfaldur skautunarsamræmdur rétthyrndur (IQ) mótari: Notar háþróaða mótunarsnið til að auka flutningshraða. Rannsóknarhópurinn Cai við Sun Yat-sen háskólann náði fyrsta einfaldri skautunar-IQ mótaranum á örgjörva árið 2020. Tvöfaldur skautunar-IQ mótarinn sem þróaður var í framtíðinni hefur betri afköst og útgáfan sem byggir á kvars undirlagi hefur sett met fyrir flutningshraða á einni bylgjulengd upp á 1,96 Tbit/s.
2. Þunnfilmu litíumníóbat mótunarbúnaður með ómhola
Til að ná fram mjög litlum og stórum bandbreiddarmóturum eru ýmsar ómholauppbyggingar í boði:
2.1 Ljósfræðilegur kristall (PC) og örhringjamótari: Rannsóknarhópur Lins við Háskólann í Rochester hefur þróað fyrsta afkastamikla ljósfræðilega kristallamótarann. Að auki hefur verið lagt til örhringjamótara sem byggja á ósamræmis- og einsleitnisamþættingu kísilllitíumníóbats, sem ná bandvídd upp á nokkur GHz.
2.2 Bragg-ristarmótari fyrir ómhol: þar á meðal Fabry Perot (FP) hol, bylgjuleiðara-Bragg-rist (WBG) og hægljósmótari (SL). Þessar uppbyggingar eru hannaðar til að vega og meta stærð, ferlisþol og afköst, til dæmis nær 2 × 2 FP ómholmótari mjög mikilli bandvídd sem fer yfir 110 GHz. Hægljósmótarinn sem byggir á tengdu Bragg-risti víkkar út vinnubandvíddarsviðið.
3. Ósamhverfur samþættur þunnfilmu litíumníóbat mótunarbúnaður
Það eru þrjár helstu samþættingaraðferðir til að sameina eindrægni CMOS-tækni á kísilbundnum kerfum við framúrskarandi mótunargetu litíumníóbats:
3.1 Ósamræmi í tengslum: Með því að tengjast beint við bensósýklóbúten (BCB) eða kísildíoxíð er þunnfilmu litíumníóbat flutt á kísill- eða kísillnítríðpall, sem nær stöðugri samþættingu við háan hita á skífustigi. Mótarinn sýnir mikla bandvídd (>70 GHz, jafnvel yfir 110 GHz) og getu til að senda merki á miklum hraða.
3.2 Ósamræmi í útfellingu bylgjuleiðaraefnis: með því að setja kísill eða kísillnítríð á þunnfilmu litíumníóbat sem álagsbylgjuleiðara næst einnig skilvirk rafsegulfræðileg mótun.
3.3 Ósamþætt samþætting örflutningsprentunar (μ TP): Þetta er tækni sem búist er við að verði notuð í stórfelldri framleiðslu, þar sem forsmíðaðar virknieiningar eru fluttar yfir á markflögur með nákvæmum búnaði og forðast þannig flókna eftirvinnslu. Hún hefur verið notuð með góðum árangri á kísillnítríð og kísillbyggðum kerfum og náð bandvídd upp á tugi GHz.
Í stuttu máli lýsir þessi grein kerfisbundið tæknilegri leiðarvísi fyrir rafsegulfræðilega mótara sem byggja á þunnfilmu litíumníóbatpöllum, allt frá því að sækjast eftir afkastamiklum og bandvíddarlausum holrýmisbyggingum með mikilli bandvídd, kanna smækkaðar holrýmisbyggingar með mikilli bandvídd og samþættingu við þroskaða ljósfræðilega palla sem byggja á kísil. Hún sýnir fram á gríðarlega möguleika og stöðuga framþróun þunnfilmu litíumníóbatmótara við að brjóta niður flöskuhálsa hefðbundinna mótara og ná fram háhraða ljósfræðilegum samskiptum.
Birtingartími: 31. mars 2026