Þunn film litíum niobate efni og þunn film litíum niobate mótun

Kostir og mikilvægi þunnra kvikmynda litíums niobate í samþættri örbylgjuofn

Örbylgjuofn ljóseindartæknihefur kosti stórs vinnu bandbreiddar, sterka samsíða vinnsluhæfileika og lítið flutningsmissi, sem hefur möguleika á að brjóta tæknilega flöskuháls hefðbundins örbylgjukerfis og bæta árangur hernaðar rafrænna upplýsingabúnaðar eins og ratsjá, rafrænan hernað, samskipti og mælingu og mælingu og stjórn. Samt sem áður hefur örbylgjuofnakerfið byggt á stakum tækjum nokkur vandamál eins og mikið magn, þunga og léleg stöðugleiki, sem takmarka alvarlega beitingu örbylgjuofns tækni á geimfæddum og loftbornum kerfum. Þess vegna er samþætt örbylgjuofn ljósmyndatækni að verða mikilvægur stuðningur við að brjóta beitingu örbylgjuofns í rafrænu upplýsingakerfi hersins og gefa fullan leik á kostum örbylgjuofns ljósmyndatækni.

Sem stendur hefur SI-byggð ljóseindasamþætting tækni og INP-byggð ljóseindaraðlögunartækni orðið sífellt þroskaðri eftir margra ára þróun á sviði sjónsamskipta og mikið af vörum hefur verið sett á markaðinn. Hins vegar, til að nota örbylgjuofn, eru þó nokkur vandamál í þessum tvenns konar ljóseindaraðlögunartækni: til dæmis er ólínuleg raf-sjónstuðull Si mótunar og Inp mótar Photon tækni; Sem dæmi má nefna að kísil sjónrofinn sem gerir sér grein fyrir sjónrænu slóðaskiptum, hvort sem það er byggt á hitauppstreymisáhrifum, piezoelectric áhrifum eða dreifingaráhrifum burðarefnis, hefur vandamálin við hægfara hraða, orkunotkun og hitaneyslu, sem getur ekki mætt hratt hratt Geislaskönnun og stór örbylgjuofnaljósmyndun.

Lithium niobate hefur alltaf verið fyrsti kosturinn fyrir mikinn hraðaRaf-sjón-mótunEfni vegna framúrskarandi línulegra raf-sjónuáhrifa. Hins vegar hefðbundna litíum niobateRaf-sjón-mótorer gert úr gríðarlegu litíum niobate kristalefni og stærð tækisins er mjög stór, sem getur ekki mætt þörfum samþætts örbylgjuofn ljósmyndatækni. Hvernig á að samþætta litíum niobate efni með línulegri raf-sjón-stuðul í samþætta örbylgjuofn ljósmyndakerfi hefur orðið markmið viðeigandi vísindamanna. Árið 2018 tilkynnti rannsóknarteymi frá Harvard University í Bandaríkjunum fyrst frá ljósritunartækni sem byggðist á þunnri kvikmynd litíum niobate í náttúrunni, vegna þess að tæknin hefur kostina við mikla samþættingu, stóran raf-sjón-mótunarband -Snotísk áhrif, einu sinni hleypt af stokkunum, olli það strax akademískri og iðnaðar athygli á sviði ljóseindafræðilegs samþættingar og örbylgjuofns. Frá sjónarhóli örbylgjuofnsritunar, fer þessi grein yfir áhrif og mikilvægi ljóseindaraðlögunartækni byggð á þunnu kvikmynd litíum niobate á þróun örbylgjuofns ljósmyndatækni.

Þunn film litíum niobate efni og þunn filmaLitíum niobate mótor
Undanfarin tvö ár hefur ný tegund af litíum niobate efni komið fram, það er að segja að litíum niobate filmið er exfoliated úr stórfelldu litíum niobat myndaðu lnoi (linbo3-on-insulator) efni [5], sem er kallað þunn film litíum niobate efni í Þessi grein. Hægt er að pirsa bylgjuleiðbeiningar með meira en 100 nanómetra hæð á þunnt filmu litíum niobate efni með bjartsýni þurrt etsunarferli, og árangursríkur ljósbrotsmismunur bylgjuleiðanna sem myndast getur náð meira en 0,8 (mun hærri en ljósbrotsvísitölu mismunur hefðbundins Litíum niobate bylgjuleiðbeiningar 0,02), eins og sýnt er á mynd 1. Örbylgjuofninn þegar hannað er mótarann. Þannig er það hagkvæmt að ná lægri hálfbylgjuspennu og stærri bandbreidd í styttri lengd.

Útlit af litíum niobate submicron bylgjuleiðbeiningar með litlu tapi brýtur flöskuháls af mikilli akstursspennu hefðbundins litíums niobate raf-sjón-mótor. Hægt er að minnka rafskautsbilið í ~ 5 μm og skörunin milli rafsviðsins og sjónræns reits er aukin til muna og Vπ · l minnkar úr meira en 20 V · cm í minna en 2,8 V · cm. Þess vegna, undir sömu hálfrar bylgjuspennu, er hægt að minnka lengd tækisins til muna samanborið við hefðbundna mótarann. Á sama tíma, eftir að hafa fínstillt færibreytur breiddar, þykkt og bil ferðabylgju rafskautsins, eins og sýnt er á myndinni, getur mótarinn haft getu öfgafullrar mótunar bandbreidd sem er meiri en 100 GHz.

Fig.1 （A） Reiknuð dreifing á stillingu og ót

Fig.2 （A） Bylgjuleiðbeiningar og rafskautsbygging og （B） Coreplate af Ln mótaranum

Samanburður á þunnu filmu litíum niobate mótum við hefðbundna litíum niobate auglýsing mótor, kísilbundna mótum og indíumfosfíð (INP) mótum og öðrum núverandi háhraða raf-sjón-mótum, aðalbreytur samanburðarins fela í sér:
(1) Hálfbylgja volt-lengd vara (Vπ · L, V · cm), mæla mótunarvirkni mótarans, því minni gildið, því hærra er mótunarvirkni;
(2) 3 dB mótun bandbreidd (GHz), sem mælir svörun mótarans við hátíðni mótun;
(3) Ljósmyndun (DB) á mótunarsvæðinu. Það má sjá af borðinu að þunn film litíum niobate mótor hefur augljósan ávinning í mótunarbandbreidd, hálfbylgjuspennu, sjón-interpolation tap og svo framvegis.

Silicon, sem hornsteinn samþættra optoelectronics, hefur verið þróaður hingað til, ferlið er þroskað, smámyndun þess er til þess fallin samskipti. Raf-sjón-mótunaraðferð kísils er aðallega burðarefni, inndæling burðarefna og burðarsöfnun. Meðal þeirra er bandbreidd mótarans ákjósanleg með línulegu eyðingarbúnaðinum fyrir burðarefni, en vegna þess að sjónræn dreifing skarast við óeðlilegan eyðingarsvæð Skilmálar, ásamt frásogsáhrifum burðarefnisins á ljósið, sem mun leiða til minnkunar á sjónstillingu og röskun á merkjum.

INP mótarinn hefur framúrskarandi raf-sjónuáhrif og fjöllags skammtaholan getur gert sér grein fyrir öfgafullum hraða og lágum akstursspennu mótum með Vπ · L upp í 0,156V · mm. Hins vegar er breytileiki ljósbrotsvísitölu með rafsviði línuleg og ólínuleg skilmálar og aukning á styrk rafsviðs mun gera önnur röð áhrif áberandi. Þess vegna þurfa kísil- og INP raf-sjón-mótunaraðilar að beita hlutdrægni til að mynda PN Junction þegar þeir vinna og PN Junction mun koma frásogsmissi í ljós. Samt sem áður er mótunarstærð þessara tveggja, er lítil, stærð INP mótunarstærðarinnar er 1/4 af LN mótaranum. Mikil mótun skilvirkni, hentugur fyrir mikla þéttleika og stutt vegalengd stafræn sjónskiptingu eins og gagnaver. Raf-sjónuáhrif litíum niobatLjóssamskiptimeð miklum afkastagetu og háu hlutfalli. Í örbylgjuofninum eru raf-sjón-stuðlar Si og INP ólínulegir, sem hentar ekki fyrir örbylgjuofnaljósakerfið sem stundar mikla línuleika og mikla gangverki. Litíum niobate efnið er mjög hentugt til að nota örbylgjuofni vegna fullkomlega línulegs raf-sjón-mótunarstuðuls.