Alta linearecoelektro-optika modulilokaj mikroonda fotona aplikaĵo
Kun la kreskantaj postuloj de komunikaj sistemoj, por plu plibonigi la transdonan efikecon de signaloj, homoj kunfandos fotonojn kaj elektronojn por atingi komplementajn avantaĝojn, kaj naskiĝos mikroonda fotoniko.La elektro-optika modulilo estas necesa por la konvertiĝo de elektro al lumo enenmikroondaj fotonaj sistemoj, kaj ĉi tiu ŝlosila paŝo kutime determinas la agadon de la tuta sistemo.Ĉar la konvertiĝo de radiofrekvenca signalo al optika domajno estas analoga signalprocezo, kaj ordinaraelektro-optikaj modulilojhavas enecan nelinearecon, ekzistas grava signalmisprezento en la konverta procezo.Por atingi proksimuman linearan moduladon, la funkciigadpunkto de la modulatoro estas kutime fiksita ĉe la orta biaspunkto, sed ĝi ankoraŭ ne povas renkonti la postulojn de mikroonda fotonligo por la lineareco de la modulatoro.Elektro-optikaj moduliloj kun alta lineareco estas urĝe necesaj.
La altrapida refrakta indeksa modulado de siliciaj materialoj estas kutime atingita per la efiko de libera portanta plasmodisvastigo (FCD).Kaj la FCD-efiko kaj PN-krucvojmodulado estas neliniaj, kio igas la siliciomodulatoron malpli linia ol la litia niobatmodulatoro.Litio niobato-materialoj elmontras bonegajnelektro-optika moduladopropraĵoj pro ilia Pucker-efiko.Samtempe, litia niobato-materialo havas la avantaĝojn de granda bendolarĝo, bonaj modulaj trajtoj, malalta perdo, facila integriĝo kaj kongruo kun duonkondukta procezo, la uzo de maldika filmo litia niobato por fari alt-efikecan elektro-optikan modulatoron, kompare kun silicio. preskaŭ neniu "mallonga telero", sed ankaŭ por atingi altan linearecon.Maldika filmo litia niobato (LNOI) elektro-optika modulilo sur izolilo fariĝis promesplena evoludirekto.Kun la evoluo de maldika filmo litia niobato-materiala preparado-teknologio kaj ondgvida akvaforta teknologio, la alta konverta efikeco kaj pli alta integriĝo de maldika filmo litia niobato elektro-optika modulatoro fariĝis la kampo de internacia akademio kaj industrio.
Karakterizaĵoj de maldika filmo litia niobato
En Usono DAP AR-planado faris la jenan taksadon de litia niobato-materialoj: se la centro de la elektronika revolucio estas nomita laŭ la silicia materialo kiu ebligas ĝin, tiam la naskiĝloko de la fotonika revolucio verŝajne estos nomita laŭ litia niobato. .Ĉi tio estas ĉar litio niobato integras elektro-optikan efikon, akusto-optikan efikon, piezoelektran efikon, termoelektran efikon kaj fotorefraktan efikon en unu, same kiel siliciaj materialoj en la kampo de optiko.
Koncerne al optikaj transsendokarakterizaĵoj, InP-materialo havas la plej grandan perdon de transdono sur blato pro la sorbado de lumo en la ofte uzata 1550nm-bendo.SiO2 kaj silicio-nitruro havas la plej bonajn transmisiajn trajtojn, kaj la perdo povas atingi la nivelon de ~ 0.01dB/cm;Nuntempe, la ondgvidilo perdo de maldika filmo litia niobato ondgvidilo povas atingi la nivelon de 0.03dB/cm, kaj la perdo de maldika filmo litia niobato ondogvidilo havas la eblecon esti plu reduktita kun la kontinua plibonigo de la teknologia nivelo en la estonteco.Tial la maldika filmo litia niobato-materialo montros bonan rendimenton por pasivaj malpezaj strukturoj kiel fotosinteza vojo, ŝunto kaj mikroringo.
Koncerne lumgeneradon, nur InP havas la kapablon elsendi lumon rekte;Tial, por la apliko de mikroondaj fotonoj, estas necese enkonduki la InP bazitan lumfonton sur la LNOI-bazita fotonika integra blato per la malantaŭa veldado aŭ epitaxial kresko.Koncerne al malpeza modulado, oni emfazis supre, ke maldika filmo litia niobato-materialo estas pli facile atingi pli grandan modulan bendolarĝon, pli malaltan duon-ondan tensio kaj pli malaltan transdonperdon ol InP kaj Si.Plie, la alta lineareco de elektro-optika modulado de maldikaj filmaj litio-niobataj materialoj estas esenca por ĉiuj mikroondaj fotonaj aplikoj.
Koncerne optikan enrutadon, la altrapida elektro-optika respondo de maldika filmo litia niobato-materialo igas la optikan ŝaltilon bazitan en LNOI kapabla je altrapida optika vojigo, kaj la energikonsumo de tia altrapida ŝanĝado ankaŭ estas tre malalta.Por la tipa apliko de integra mikroonda fotona teknologio, la optike kontrolita beamforma blato havas la kapablon de altrapida ŝanĝado por renkonti la bezonojn de rapida radio-skanado, kaj la karakterizaĵoj de ultra-malalta elektrokonsumo estas bone adaptitaj al la striktaj postuloj de granda. -scale faza tabelsistemo.Kvankam la optika ŝaltilo bazita en InP ankaŭ povas realigi altrapidan optikan vojeton, ĝi enkondukos grandan bruon, precipe kiam la plurnivela optika ŝaltilo estas kaskadita, la brua koeficiento serioze difektiĝos.Materialoj de silicio, SiO2 kaj nitruro de silicio povas nur ŝanĝi optikajn vojojn per la termo-optika efiko aŭ portanta disvastigo, kiu havas la malavantaĝojn de alta konsumo kaj malrapida ŝanĝrapido.Kiam la tabelgrandeco de la faza tabelo estas granda, ĝi ne povas plenumi la postulojn de elektrokonsumo.
Laŭ optika plifortigo, lasemikonduktaĵa optika amplifilo (SOA) bazita sur InP estis matura por komerca uzo, sed ĝi havas la malavantaĝojn de alta brua koeficiento kaj malalta saturiĝa produktaĵpotenco, kiu ne estas favora al la apliko de mikroondaj fotonoj.La parametra plifortiga procezo de maldikfilma litia niobato-ondgvidilo bazita sur perioda aktivigo kaj inversio povas atingi malaltan bruon kaj altan potencon sur-blata optika plifortigo, kiu povas bone plenumi la postulojn de integra mikroonda fotona teknologio por sur-blata optika plifortigo.
Koncerne al malpeza detekto, la maldika filmo litia niobato havas bonajn transmisiajn trajtojn al lumo en 1550 nm-bendo.La funkcio de fotoelektra konvertiĝo ne povas esti realigita, do por mikroondaj fotonaj aplikoj, por renkonti la bezonojn de fotoelektra konvertiĝo sur la blato.InGaAs aŭ Ge-Si-detektunuoj devas esti lanĉitaj sur LNOI bazitaj fotonikaj integraj blatoj per malantaŭŝarĝado de veldado aŭ epitaksia kresko.Koncerne kupladon kun optika fibro, ĉar la optika fibro mem estas SiO2-materialo, la reĝima kampo de SiO2-ondgvidilo havas la plej altan kongruan gradon kun la reĝima kampo de optika fibro, kaj la kuplado estas la plej oportuna.La reĝima kampodiametro de la forte limigita ondgvidilo de maldika filmo litia niobato estas proksimume 1μm, kiu estas sufiĉe malsama de la reĝima kampo de optika fibro, do taŭga reĝima punktotransformo devas esti efektivigita por kongrui kun la reĝima kampo de optika fibro.
Laŭ integriĝo, ĉu diversaj materialoj havas altan integrigan potencialon dependas plejparte de la fleksradiuso de la ondgvidisto (tuŝita de la limigo de la ondgvidreĝimkampo).La forte limigita ondgvidilo permesas pli malgrandan fleksradiuson, kiu estas pli favora al la realigo de alta integriĝo.Tial, maldikfilmaj litio-niobat-ondgvidistoj havas la potencialon atingi altan integriĝon.Tial, la aspekto de maldika filmo litia niobato ebligas, ke litia niobato materialo vere ludu la rolon de optika "silicio".Por la apliko de mikroondaj fotonoj, la avantaĝoj de maldika filmo litia niobato estas pli evidentaj.
Afiŝtempo: Apr-23-2024