Litia tantalato (LTOI) alta rapidoelektro-optika modulilo
Tutmonda datumtrafiko daŭre kreskas, pelita de la ĝeneraligita adopto de novaj teknologioj kiel ekzemple 5G kaj artefarita inteligenteco (AI), kiu prezentas signifajn defiojn por transriceviloj sur ĉiuj niveloj de optikaj retoj. Specife, la venontgeneracia elektro-optika modulatora teknologio postulas signifan pliiĝon en datumtransigo-rapidecoj al 200 Gbps en ununura kanalo reduktante energikonsumon kaj kostojn. En la lastaj jaroj, silicia fotonika teknologio estis vaste uzata en la merkato de optikaj transceptoriloj, ĉefe pro la fakto, ke silicia fotoniko povas esti amasproduktita per la matura CMOS-procezo. Tamen, SOI elektro-optikaj moduliloj kiuj dependas de aviad-kompanio-disvastigo alfrontas grandajn defiojn en bendolarĝo, elektrokonsumo, libera portanta sorbado kaj modulada nelineareco. Aliaj teknologiaj itineroj en la industrio inkludas InP, maldikfilman litian niobato LNOI, elektro-optikajn polimerojn, kaj aliajn multplatformajn heterogenajn integrigajn solvojn. LNOI estas konsiderata kiel la solvo, kiu povas atingi la plej bonan agadon en ultra-alta rapido kaj malalta potenca modulado, tamen ĝi nuntempe havas iujn defiojn rilate al amasproduktada procezo kaj kosto. Lastatempe, la teamo lanĉis maldikan filmon litian tantalato (LTOI) integran fotonan platformon kun bonegaj fotoelektraj propraĵoj kaj grandskala fabrikado, kiu estas atendita egali aŭ eĉ superi la agadon de litia niobato kaj siliciaj optikaj platformoj en multaj aplikoj. Tamen, ĝis nun, la kerna aparato deoptika komunikado, la ultra-rapida elektro-optika modulatoro, ne estis kontrolita en LTOI.
En ĉi tiu studo, la esploristoj unue desegnis la LTOI elektro-optikan modulatoron, kies strukturo estas montrita en Figuro 1. Tra la dezajno de la strukturo de ĉiu tavolo de litia tantalato sur la izolilo kaj la parametroj de la mikroonda elektrodo, la disvastigo rapida kongruo de mikroondo kaj luma ondo en laelektro-optika moduliloestas realigita. Koncerne redukton de la perdo de la mikroonda elektrodo, la esploristoj en ĉi tiu laboro unuafoje proponis la uzon de arĝento kiel elektrodmaterialo kun pli bona konduktiveco, kaj la arĝenta elektrodo montriĝis redukti la mikroondan perdon al 82% kompare kun la vaste uzata ora elektrodo.
FIG. 1 LTOI elektro-optika modulatora strukturo, faza kongrua dezajno, mikroonda elektroda perdo-testo.
FIG. 2 montras la eksperimentan aparaton kaj rezultojn de la LTOI elektro-optika modulatoro porintenseco modulitarekta detekto (IMDD) en optikaj komunikadsistemoj. La eksperimentoj montras, ke la elektro-optika modulatoro de LTOI povas elsendi PAM8-signalojn kun signorapideco de 176 GBd kun mezurita BER de 3.8×10⁻² sub la 25% SD-FEC-sojlo. Por kaj 200 GBd PAM4 kaj 208 GBd PAM2, BER estis signife pli malalta ol la sojlo de 15% SD-FEC kaj 7% HD-FEC. La okulaj kaj histogramaj testrezultoj en Figuro 3 vide pruvas, ke la elektro-optika modulatoro LTOI povas esti uzata en altrapidaj komunikadsistemoj kun alta lineareco kaj malalta bita erarofteco.
FIG. 2 Eksperimento uzante LTOI elektro-optika modulatoro porIntenseco modulitaRekta Detekto (IMDD) en optika komunika sistemo (a) eksperimenta aparato; (b) La mezurita bita erarofteco (BER) de PAM8 (ruĝa), PAM4 (verda) kaj PAM2 (blua) signaloj kiel funkcio de la signofteco; (c) Ekstraktita uzebla informkvoto (AERO, strekita linio) kaj rilata neta datenrapideco (NDR, solida linio) por mezuradoj kun bit-eraraj indicoj sub la 25% SD-FEC-limo; (d) Okulaj mapoj kaj statistikaj histogramoj sub PAM2, PAM4, PAM8-modulado.
Ĉi tiu laboro montras la unuan altrapidan elektro-optikan modulaton LTOI kun 3 dB bendolarĝo de 110 GHz. En intensecmodulado de rekta detekto IMDD-transsendoeksperimentoj, la aparato atingas ununuran portantan retan datumrapidecon de 405 Gbit/s, kiu estas komparebla al la plej bona agado de ekzistantaj elektro-optikaj platformoj kiel ekzemple LNOI kaj plasma modulatoroj. En la estonteco, uzante pli kompleksaIQ-modulilodezajnoj aŭ pli altnivelaj signalaj erarĝustigteknikoj, aŭ uzante pli malaltajn mikroondperdsubstratojn kiel ekzemple kvarcsubstratoj, litiaj tantalato-aparatoj estas atenditaj atingi komunikadorapidecojn de 2 Tbit/s aŭ pli altaj. Kombinita kun la specifaj avantaĝoj de LTOI, kiel pli malalta birefringo kaj la skalefiko pro ĝia ĝeneraligita apliko en aliaj RF-filtrilmerkatoj, litia tantalato-fotonika teknologio provizos malmultekostajn, malalt-potencajn kaj ultra-rapidajn solvojn por venontgeneraciaj altaj solvoj. -rapidecaj optikaj komunikadoretoj kaj mikroondaj fotonikaj sistemoj.
Afiŝtempo: Dec-11-2024