Litio Tantalate (LTOI) Alta RapidoElektro-optika modulilo
Tutmonda datuma trafiko daŭre kreskas, kaŭzita de la vasta adopto de novaj teknologioj kiel 5G kaj Artefarita Inteligenteco (AI), kiu prezentas gravajn defiojn por transceivers ĉe ĉiuj niveloj de optikaj retoj. Specife, la sekva generacia elektro-optika modulilo-teknologio postulas signifan kreskon de datumtransportaj tarifoj al 200 Gbps en ununura kanalo dum reduktado de energikonsumo kaj kostoj. En la pasintaj jaroj, Silicon Photonics Technology estis vaste uzata en la optika transceiver-merkato, ĉefe pro la fakto, ke silicia fotoniko povas esti produktata amase per la matura CMOS-procezo. Tamen, SOI-elektro-optikaj modulatoroj, kiuj dependas de portanta disvastiĝo, alfrontas grandajn defiojn en larĝa de bando, konsumado de potenco, senpaga portanta absorbo kaj modulado neliniareco. Aliaj teknologiaj vojoj en la industrio inkluzivas INP, maldika filmo litio niobate LNOI, elektro-optikaj polimeroj kaj aliaj plur-platformaj heterogenaj integraj solvoj. LNOI estas konsiderata kiel la solvo, kiu povas atingi la plej bonan agadon en ultra-alta rapideco kaj malalta potenco-modulado, tamen ĝi nuntempe havas iujn defiojn koncerne amasan produktadan procezon kaj koston. Lastatempe, la teamo lanĉis maldikan filmon Lithium Tantalate (LTOI) integrita fotona platformo kun bonegaj fotoelektraj proprietoj kaj grandskala fabrikado, kiu atendas kongrui aŭ eĉ superi la agadon de litio niobate kaj siliciaj optikaj platformoj en multaj aplikoj. Tamen ĝis nun la kerna aparato deOptika Komunikado, la ultra-alta rapido elektro-optika modulatoro, ne estis kontrolita en LTOI.
In this study, the researchers first designed the LTOI electro-optic modulator, the structure of which is shown in Figure 1. Through the design of the structure of each layer of lithium tantalate on the insulator and the parameters of the microwave electrode, the propagation speed matching of microwave and light wave in theElektro-Optika Modulilorealiĝas. Koncerne redukti la perdon de la mikroonda elektrodo, la esploristoj en ĉi tiu laboro por la unua fojo proponis la uzon de arĝento kiel elektrodan materialon kun pli bona konduktiveco, kaj la arĝenta elektrodo montris malpliigi la mikroondan perdon al 82% kompare kun la vaste uzata ora elektrodo.
Fig. 1 LTOI-elektro-optika modulstrukturo, fazo kongrua dezajno, mikroonda elektrodo-perdo-testo.
Fig. 2 montras la eksperimentan aparaton kaj rezultojn de la elektro-optika modulilo LTOI porintenseco modulitaRekta detekto (IMDD) en optikaj komunikaj sistemoj. La eksperimentoj montras, ke la elektro-optika modulilo LTOI povas transdoni PAM8-signalojn je signo-indico de 176 GBD kun mezurita BER de 3,8 × 10⁻² sub la sojlo de 25% SD-FEC. Por ambaŭ 200 GBD PAM4 kaj 208 GBD PAM2, BER estis signife pli malalta ol la sojlo de 15% SD-FEC kaj 7% HD-FEC. La rezultoj de la okulo kaj histogramo en Figuro 3 vide montras, ke la elektro-optika modulilo de LTOI povas esti uzata en altrapidaj komunikaj sistemoj kun alta lineareco kaj malalta bit-erara indico.
Fig. 2 Eksperimento uzante LTOI-elektro-optikan modulilon porIntenseco modulitaRekta Detekto (IMDD) en Optika Komunika Sistemo (A) Eksperimenta aparato; (b) la mezurita bit -erara indico (BER) de PAM8 (ruĝa), PAM4 (verda) kaj PAM2 (blua) signaloj kiel funkcio de la signo -indico; (c) ĉerpita uzebla informa indico (aero, streĉita linio) kaj asociita neta datuma indico (NDR, solida linio) por mezuradoj kun bit-eraraj valoroj sub la 25% SD-FEC-limo; (D) Okulaj mapoj kaj statistikaj histogramoj sub PAM2, PAM4, PAM8 -modulado.
Ĉi tiu laboro pruvas la unuan altrapidan LTOI-elektro-optikan modulilon kun 3 dB-larĝa bando de 110 GHz. En eksperimentoj pri transdono de IMDD-transdono de Intenseco-Modulado, la aparato atingas ununuran portan netan datuman indicon de 405 Gbit/s, kiu estas komparebla al la plej bona agado de ekzistantaj elektro-optikaj platformoj kiel LNOI kaj plasmaj modulatoroj. Estonte, uzante pli kompleksajnIQ -ModulatoroProjektoj aŭ pli altnivelaj signalaj eraraj korektaj teknikoj, aŭ uzante pli malaltajn mikroondajn perdajn substratojn kiel ekzemple kvarco -substratoj, litio tantalataj aparatoj atendas atingi komunikajn tarifojn de 2 Tbit/s aŭ pli altaj. Kombinita kun la specifaj avantaĝoj de LTOI, kiel ekzemple pli malalta birefringo kaj la skala efiko pro ĝia ĝeneraligita apliko en aliaj RF-filtrilaj merkatoj, litio tantalato-fotona teknologio provizos malaltajn kostajn, malaltajn potencajn kaj ultra-altajn rapidajn solvojn por venont-generaciaj altrapidaj optikaj komunikaj retoj kaj mikrofonaj fotonikaj sistemoj.
Afiŝotempo: Dec-11-2024