Ro-ràdh do Structar agus CoileanadhModuladair Electro optigeach Lithium Niobate Film Tana
An moduladair electro-optaigeachstèidhichte air diofar structaran, tonnan-fada, agus àrd-ùrlaran de lithium niobate film tana, agus coimeas coileanaidh coileanta de dhiofar sheòrsaichean deModalan EOM, a bharrachd air mion-sgrùdadh air rannsachadh agus cleachdadhmoduladairean lithium niobate film tanaann an raointean eile.
1. Moduladair lithium niobate film tana cuas neo-athshondach
Tha an seòrsa moduladair seo stèidhichte air buaidh electro-optaigeach sàr-mhath criostail lithium niobate agus tha e na inneal cudromach airson conaltradh optaigeach aig astar fada agus aig astar luath a choileanadh. Tha trì prìomh structaran ann:
1.1Modulator MZI leictreoid tonn siubhail: Is e seo an dealbhadh as àbhaistiche. Choilean buidheann rannsachaidh Lončar aig Oilthigh Harvard dreach àrd-choileanaidh an toiseach ann an 2018, le leasachaidhean às dèidh sin a’ gabhail a-steach luchdachadh capacitive stèidhichte air fo-stratan grian-chlach (leud-bann àrd ach neo-fhreagarrach le stèidhichte air silicon) agus co-chòrdail stèidhichte air silicon stèidhichte air tolladh fo-strat, a’ coileanadh tar-chuir leud-bann àrd (>67 GHz) agus comharran àrd-astar (leithid 112 Gbit/s PAM4).
1.2Modulator MZI fillte: Gus meud an inneil a ghiorrachadh agus atharrachadh gu modalan teann leithid QSFP-DD, thathas a’ cleachdadh làimhseachadh pòlarachaidh, electrodan treòrachaidh tonn-tarsainn no meanbh-structar inbhirteach gus fad an inneil a lughdachadh le leth agus leud-bann de 60 GHz a choileanadh.
1.3Modulator Ortagonal Co-leanailteach (IQ) Poilearachd Singilte/Dùbailte: A’ cleachdadh cruth modulachaidh àrd-òrdugh gus an ìre tar-chuir a leasachadh. Choilean buidheann rannsachaidh Cai aig Oilthigh Sun Yat sen a’ chiad mhodulator IQ poilearachd singilte air-chip ann an 2020. Tha coileanadh nas fheàrr aig a’ mhodulator IQ poilearachd dùbailte a chaidh a leasachadh san àm ri teachd, agus tha an dreach stèidhichte air fo-strat grianchloch air clàr ìre tar-chuir tonn-fhaid singilte de 1.96 Tbit/s a shuidheachadh.
2. Moduladair lithium niobate film tana seòrsa cuas ath-shondach
Gus moduladairean leud-bann glè bheag is mhòr a choileanadh, tha diofar structaran cuas ath-shondach rim faighinn:
2.1 Criostal fotonach (PC) agus moduladair fàinne beag: Tha buidheann rannsachaidh Lin aig Oilthigh Rochester air a’ chiad moduladair criostail fotonach àrd-choileanaidh a leasachadh. A bharrachd air an sin, chaidh moduladairean fàinne beag stèidhichte air amalachadh neo-aonghnèitheach agus amalachadh aonghnèitheach silicon lithium niobate a mholadh cuideachd, a’ coileanadh leud-bann grunn GHz.
2.2 Moduladair cuas athshondach grèata Bragg: a’ gabhail a-steach cuas Fabry Perot (FP), grèata Bragg treòraiche-tonn (WBG), agus moduladair solas slaodach (SL). Tha na structaran seo air an dealbhadh gus cothromachadh a dhèanamh eadar meud, fulangas pròiseas, agus coileanadh, mar eisimpleir, bidh moduladair cuas athshondach 2 × 2 FP a’ coileanadh leud-bann fìor mhòr a tha nas àirde na 110 GHz. Bidh am moduladair solas slaodach stèidhichte air grèata Bragg ceangailte a’ leudachadh an raon leud-bann obrach.
3. Moduladair lithium niobate film tana aonaichte neo-aonghnèitheach
Tha trì prìomh dhòighean amalachaidh ann gus co-chòrdalachd teicneòlas CMOS air àrd-ùrlaran stèidhichte air silicon a chur còmhla ri coileanadh modulachaidh sàr-mhath lithium niobate:
3.1 Amalachadh neo-aon-ghnèitheach seòrsa ceangail: Le bhith a’ ceangal gu dìreach ri benzocyclobutene (BCB) no silicon dà-ogsaid, thèid lithium niobate film tana a ghluasad gu àrd-ùrlar silicon no silicon nitride, a’ coileanadh amalachadh seasmhach aig teòthachd àrd aig ìre wafer. Tha comas tar-chuir comharran aig an moduladair leud-bann àrd (>70 GHz, eadhon nas àirde na 110 GHz) agus aig astar àrd.
3.2 Amalachadh neo-aon-ghnèitheach stuth treòraiche-tonn tasgadh: bidh tasgadh silicon no silicon nitride air lithium niobate film tana mar threòraiche-tonn luchd cuideachd a’ coileanadh modulachadh electro-optigeach èifeachdach.
3.3 Amalachadh neo-aon-ghnèitheach clò-bhualaidh meanbh-ghluasaid (μ TP): Is e teicneòlas a tha seo a thathar an dùil a chleachdadh airson cinneasachadh mòr-sgèile, a bhios a’ gluasad innealan gnìomh ro-thogte gu sgoltagan targaid tro uidheamachd àrd-chruinneas, a’ seachnadh iar-phròiseasadh iom-fhillte. Chaidh a chur an sàs gu soirbheachail ann an àrd-ùrlaran silicon nitride agus stèidhichte air silicon, a’ coileanadh leud-bann deichean de GHz.
Mar gheàrr-chunntas, tha an t-artaigil seo a’ mìneachadh gu siostamach mapa-rathaid teicneòlach moduladairean electro-optaigeach stèidhichte air àrd-ùrlaran lithium niobate film tana, bho bhith a’ sireadh structaran cuas neo-athshondach àrd-choileanaidh agus leud-bann mòr, a’ sgrùdadh structaran cuas athshondach mion-dhealbhaichte, agus ag amalachadh le àrd-ùrlaran fotonach stèidhichte air silicon aibidh. Tha e a’ sealltainn comas mòr agus adhartas leantainneach moduladairean lithium niobate film tana ann a bhith a’ briseadh tro bhacadh coileanaidh moduladairean traidiseanta agus a’ coileanadh conaltradh optaigeach aig astar luath.
Àm puist: 31 Màrt 2026