Lorgaire-foto lithium niobate film tana (LN)

Lorgaire-foto lithium niobate film tana (LN)

Tha structar criostail sònraichte agus buaidhean corporra beairteach aig lithium niobate (LN), leithid buaidhean neo-loidhneach, buaidhean electro-optaigeach, buaidhean pyroelectric, agus buaidhean piezoelectric. Aig an aon àm, tha buannachdan aige a thaobh uinneag follaiseachd optaigeach leathann-bann agus seasmhachd fad-ùine. Tha na feartan seo a’ dèanamh LN na àrd-ùrlar cudromach airson an ginealach ùr de photonics amalaichte. Ann an innealan optaigeach agus siostaman optoelectronic, faodaidh feartan LN gnìomhan agus coileanadh beairteach a thoirt seachad, a’ brosnachadh leasachadh conaltraidh optaigeach, coimpiutaireachd optaigeach, agus raointean mothachaidh optaigeach. Ach, air sgàth feartan glacaidh is insulation lag lithium niobate, tha cleachdadh amalaichte lithium niobate fhathast a’ fulang le duilgheadas lorg. Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha aithisgean san raon seo a’ toirt a-steach sa mhòr-chuid lorgairean-foton amalaichte treòraiche-tonn agus lorgairean-foton heterojunction.
Mar as trice bidh an lorgaire-solais amalaichte le treòraiche-tonn stèidhichte air lithium niobate ag amas air a’ chòmhlan-C conaltraidh optigeach (1525-1565nm). A thaobh gnìomh, tha LN gu ìre mhòr a’ cluich pàirt tonnan treòraichte, agus tha gnìomh lorg optoelectronic gu ìre mhòr an urra ri leth-sheoladairean leithid silicon, leth-sheoladairean beàrn-còmhlain chumhang buidheann III-V, agus stuthan dà-thaobhach. Ann an ailtireachd mar sin, tha solas air a thar-chuir tro threòraichean-tonn optigeach lithium niobate le call ìosal, agus an uairsin air a ghabhail a-steach le stuthan leth-sheoladair eile stèidhichte air buaidhean foto-dealain (leithid foto-ghiùlaineachd no buaidhean photovoltaic) gus dùmhlachd giùlain a mheudachadh agus a thionndadh gu comharran dealain airson toradh. Is e na buannachdan leud-bann obrachaidh àrd (~GHz), bholtadh obrachaidh ìosal, meud beag, agus co-chòrdalachd le amalachadh sliseagan fotonach. Ach, air sgàth an dealachaidh spàsail eadar stuthan lithium niobate agus leth-sheoladair, ged a bhios gach fear a’ coileanadh an gnìomhan fhèin, chan eil LN a’ cluich ach pàirt ann a bhith a’ treòrachadh tonnan agus chan eil feartan cèin sàr-mhath eile air an cleachdadh gu math. Chan eil stuthan leth-sheoladair a’ cluich ach pàirt ann an tionndadh foto-dealain agus chan eil ceangal co-phàirteach aca ri chèile, agus mar thoradh air sin tha còmhlan obrachaidh car cuingealaichte. A thaobh cur an gnìomh sònraichte, bidh call mòr agus riatanasan pròiseas teann mar thoradh air ceangal solais bhon stòr solais ris an treòraiche tonn optigeach lithium niobate. A bharrachd air an sin, tha e duilich cumhachd optigeach an t-solais a tha air a shoillseachadh air seanail an inneil leth-chonnsachaidh anns an roinn ceangail a chalabrachadh, a tha a’ cuingealachadh a choileanadh lorg.
An traidiseantalorgairean dhealbhanMar as trice, bidh na stuthan a thathar a’ cleachdadh airson tagraidhean ìomhaighean stèidhichte air stuthan leth-chonnsachaidh. Mar sin, airson lithium niobate, tha an ìre ìosal glacaidh solais agus na feartan inslitheachaidh aige ga dhèanamh gun teagamh nach eil e a’ còrdadh ri luchd-rannsachaidh lorgairean-solais, agus eadhon na phuing dhoirbh san raon. Ach, tha leasachadh teicneòlas heterojunction anns na bliadhnachan mu dheireadh air dòchas a thoirt do rannsachadh lorgairean-solais stèidhichte air lithium niobate. Faodar stuthan eile le glacaidh solais làidir no seoltachd sàr-mhath a thoirt a-steach gu neo-aon-ghnèitheach le lithium niobate gus dìoladh a dhèanamh airson na h-uireasbhaidhean aige. Aig an aon àm, faodar na feartan pyroelectric a tha air an adhbhrachadh le polarachadh fèin-ghluasadach aig lithium niobate mar thoradh air an anisotropy structarail aige a smachdachadh le bhith ag atharrachadh gu teas fo irradachadh solais, agus mar sin ag atharrachadh nan feartan pyroelectric airson lorg optoelectronic. Tha buannachdan bann-leathann agus fèin-dràibhidh aig a’ bhuaidh teirmeach seo, agus faodar a cur ri chèile agus a chur còmhla ri stuthan eile. Tha cleachdadh sioncronaich bhuaidhean teirmeach agus foto-electric air linn ùr fhosgladh airson lorgairean-solais stèidhichte air lithium niobate, a’ leigeil le innealan buannachdan an dà bhuaidh a chur còmhla. Agus gus dèanamh suas airson na h-uireasbhaidhean agus amalachadh co-phàirteach de bhuannachdan a choileanadh, tha e na àite teth rannsachaidh anns na bliadhnachan mu dheireadh. A bharrachd air sin, tha cleachdadh implantachadh ian, innleadaireachd còmhlain, agus innleadaireachd lochdan cuideachd nan deagh roghainn airson fuasgladh fhaighinn air duilgheadas lorg lithium niobate. Ach, air sgàth duilgheadas giollachd àrd lithium niobate, tha dùbhlain mhòra fhathast romhpa san raon seo leithid amalachadh ìosal, innealan is siostaman ìomhaighean sreath, agus coileanadh neo-iomchaidh, aig a bheil luach agus àite rannsachaidh mòr.

Figear 1, a’ cleachdadh nan staidean lùtha easbhaidh taobh a-staigh beàrn còmhlain LN mar ionadan tabhartais electron, bidh luchd-giùlain cosgais an-asgaidh air an gineadh anns a’ chòmhlan giùlain fo bhrosnachadh solais faicsinneach. An coimeas ri lorgairean-foto LN pyroelectric roimhe, a bha mar as trice cuingealaichte ri astar freagairt timcheall air 100Hz, seoLorgaire-foto LNtha astar freagairt nas luaithe aige suas ri 10kHz. Aig an aon àm, san obair seo, chaidh a dhearbhadh gun urrainn do LN le ian magnesium atharrachadh solais taobh a-muigh a choileanadh le freagairt suas ri 10kHz. Tha an obair seo a’ brosnachadh an rannsachaidh air àrd-choileanadh aguslorgairean-foto LN aig astar luathann an togail sgoltagan fotonaigeach LN amalaichte aon-sliseag làn-ghnìomhach.
Ann an geàrr-chunntas, raon rannsachaidhlorgairean-foto lithium niobate film tanatha cudromachd saidheansail agus comas mòr airson tagraidhean practaigeach aige. San àm ri teachd, le leasachadh teicneòlais agus doimhneachadh rannsachaidh, leasaichidh lorgairean-foton lithium niobate film tana (LN) a dh’ionnsaigh amalachadh nas àirde. Bidh cothlamadh diofar dhòighean amalachaidh gus lorgairean-foton lithium niobate film tana àrd-choileanadh, freagairt luath, agus leathann-bann a choileanadh anns a h-uile taobh na fhìrinn, a bhrosnaicheas gu mòr leasachadh raointean amalachaidh air-chip agus mothachaidh thuigseach, agus a bheir barrachd chothroman don ghinealach ùr de thagraidhean fotonaig.