Lithium tantalate (LTOI) Modulator ya kasi ya elektroni

Lithium tantalate (LTOI) kasi kubwaModeli ya Electro-Optic

Trafiki ya data ya ulimwengu inaendelea kuongezeka, inayoendeshwa na kupitishwa kwa teknolojia mpya kama vile 5G na Artificial Akili (AI), ambayo inaleta changamoto kubwa kwa transceivers katika viwango vyote vya mitandao ya macho. Hasa, teknolojia ya moduli ya elektroni ya kizazi kijacho inahitaji ongezeko kubwa la viwango vya uhamishaji wa data hadi 200 Gbps katika kituo kimoja wakati wa kupunguza matumizi ya nishati na gharama. Katika miaka michache iliyopita, teknolojia ya picha za silicon imekuwa ikitumika sana katika soko la transceiver la macho, haswa kutokana na ukweli kwamba picha za silicon zinaweza kutengenezwa kwa kutumia mchakato wa kukomaa wa CMOS. Walakini, modulators za Electro-Optic zinazotegemea utawanyiko wa wabebaji zinakabiliwa na changamoto kubwa katika bandwidth, matumizi ya nguvu, kunyonya kwa wabebaji wa bure na kutokuwa na usawa. Njia zingine za teknolojia katika tasnia ni pamoja na INP, filamu nyembamba lithiamu niobate LNOI, polima za umeme-macho, na suluhisho zingine za ujumuishaji wa ulimwengu. LNOI inachukuliwa kuwa suluhisho ambayo inaweza kufikia utendaji bora katika kasi ya juu na moduli ya chini ya nguvu, hata hivyo, kwa sasa ina changamoto kadhaa katika suala la mchakato wa uzalishaji na gharama. Hivi majuzi, timu ilizindua filamu nyembamba ya lithiamu tantalate (LTOI) iliyojumuishwa na mali bora ya picha na utengenezaji wa kiwango kikubwa, ambayo inatarajiwa kufanana au kuzidi utendaji wa majukwaa ya lithiamu niobate na silicon katika matumizi mengi. Walakini, mpaka sasa, kifaa cha msingi chaMawasiliano ya macho, Modeli ya kasi ya juu ya umeme, haijathibitishwa katika LTOI.

Katika utafiti huu, watafiti walibuni kwanza moduli ya elektroni ya LTOI, muundo ambao umeonyeshwa kwenye Mchoro 1. Kupitia muundo wa muundo wa kila safu ya tantalate ya lithiamu kwenye insulator na vigezo vya umeme wa microwave, kasi ya uenezi wa microwave na wimbi nyepesi katika wimbi la microwave na wimbi nyepesi katika wimbi la microwave, kasi ya uenezi wa microwave na wimbi nyepesi katika elektroni ya microwave, kasi ya uenezi wa microwave na wimbi nyepesi katika elektroni ya microwave, kasi ya uenezi wa microwave na mwanga wimbi katika elektroni microwave, kasi ya kulinganisha ya microwave na mwanga wimbi katikaModulator ya Electro-Opticalinagunduliwa. Kwa upande wa kupunguza upotezaji wa elektroni ya microwave, watafiti katika kazi hii kwa mara ya kwanza walipendekeza utumiaji wa fedha kama nyenzo ya elektroni iliyo na ubora bora, na elektroni ya fedha ilionyeshwa kupunguza upotezaji wa microwave hadi 82% ikilinganishwa na elektrodi ya dhahabu iliyotumiwa sana.

Mtini. 1 LTOI Electro-Optic Modulator Muundo, muundo wa kulinganisha wa awamu, mtihani wa upotezaji wa umeme wa microwave.

Mtini. 2 inaonyesha vifaa vya majaribio na matokeo ya moduli ya elektroni ya LTOI ya elektroni kwanguvu iliyorekebishwaUgunduzi wa moja kwa moja (IMDD) katika mifumo ya mawasiliano ya macho. Majaribio yanaonyesha kuwa modeli ya elektroni ya LTOI inaweza kusambaza ishara za PAM8 kwa kiwango cha ishara cha 176 GBD na BER iliyopimwa ya 3.8 × 10⁻² chini ya kizingiti cha 25% SD-FEC. Kwa wote 200 GBD PAM4 na 208 GBD PAM2, BER ilikuwa chini sana kuliko kizingiti cha 15% SD-FEC na 7% HD-FEC. Mtihani wa jicho na histogram husababisha Kielelezo 3 kuonyesha kuwa modeli ya elektroni ya LTOI inaweza kutumika katika mifumo ya mawasiliano ya kasi kubwa na kiwango cha juu na kiwango cha chini cha makosa.

Mtini. 2 Jaribio kwa kutumia modeli ya elektroni ya LTOI yaNguvu iliyorekebishwaUgunduzi wa moja kwa moja (IMDD) katika mfumo wa mawasiliano wa macho (a) kifaa cha majaribio; . . (D) Ramani za jicho na historia ya takwimu chini ya PAM2, PAM4, PAM8 modulation.

Kazi hii inaonyesha modeli ya kwanza ya kasi ya LTOI ya umeme ya umeme na bandwidth 3 ya dB ya 110 GHz. Katika majaribio ya kugundua moja kwa moja ya uchunguzi wa IMDD, kifaa hufikia kiwango cha data ya wabebaji wa 405 GBIT/s, ambayo inalinganishwa na utendaji bora wa majukwaa ya umeme ya umeme kama vile LNOI na modulators za plasma. Katika siku zijazo, kwa kutumia ngumu zaidiModeli ya IQUbunifu au mbinu za juu zaidi za urekebishaji wa makosa ya ishara, au kutumia sehemu ndogo za upotezaji wa microwave kama vile sehemu ndogo za quartz, vifaa vya lithiamu tantalate vinatarajiwa kufikia viwango vya mawasiliano vya 2 Tbit/s au zaidi. Imechanganywa na faida maalum za LTOI, kama vile birefringence ya chini na athari ya kiwango kwa sababu ya matumizi ya kuenea katika masoko mengine ya vichungi vya RF, teknolojia ya upigaji picha ya Lithium tantalate itatoa gharama ya chini, nguvu ya chini na suluhisho la kasi kubwa kwa mifumo ya mawasiliano ya kasi ya juu na mifumo ya picha za microwave.