Utangulizi wa Muundo na Utendaji waKidhibiti cha Electro Optic cha Lithiamu Niobate cha Filamu Nyembamba
An modifier ya elektroni-optikikulingana na miundo tofauti, mawimbi, na majukwaa ya lithiamu niobate nyembamba ya filamu, na ulinganisho kamili wa utendaji wa aina mbalimbali zaVidhibiti vya EOM, pamoja na uchambuzi wa utafiti na matumizi yavidhibiti vya lithiamu niobate vya filamu nyembambakatika nyanja zingine.
1. Kidhibiti cha filamu nyembamba ya lithiamu niobate kisicho na resonant
Aina hii ya modulator inategemea athari bora ya elektroni-optic ya fuwele ya lithiamu niobate na ni kifaa muhimu cha kufikia mawasiliano ya macho ya kasi ya juu na masafa marefu. Kuna miundo mitatu mikuu:
1.1 Kidhibiti cha MZI cha elektrodi ya mawimbi ya kusafiri: Huu ndio muundo wa kawaida zaidi. Kundi la utafiti la Lon č ar katika Chuo Kikuu cha Harvard lilipata toleo la utendaji wa juu kwa mara ya kwanza mwaka wa 2018, na maboresho yaliyofuata ikiwa ni pamoja na upakiaji wa uwezo kulingana na substrates za quartz (kipimo cha juu cha kipimo data lakini hakiendani na msingi wa silicon) na kinacholingana na msingi wa silicon kulingana na uwazi wa substrate, kufikia kipimo data cha juu (>67 GHz) na mawimbi ya kasi ya juu (kama vile 112 Gbit/s PAM4).
1.2 Kidhibiti cha MZI kinachokunjwa: Ili kufupisha ukubwa wa kifaa na kuzoea moduli ndogo kama vile QSFP-DD, matibabu ya upolarization, mwongozo wa mawimbi mtambuka au elektrodi za muundo mdogo zilizogeuzwa hutumiwa kupunguza urefu wa kifaa kwa nusu na kufikia kipimo data cha 60 GHz.
1.3 Kidhibiti cha Uwiano Mmoja/Mbili cha Orthogonal Coherent (IQ): Hutumia umbizo la urekebishaji wa mpangilio wa hali ya juu ili kuongeza kiwango cha upitishaji. Kundi la utafiti la Cai katika Chuo Kikuu cha Sun Yat sen lilifanikisha kidhibiti cha kwanza cha IQ cha upolarization moja kwenye chipu mnamo 2020. Kidhibiti cha IQ cha upolarization mbili kilichotengenezwa katika siku zijazo kina utendaji bora, na toleo linalotegemea substrate ya quartz limeweka rekodi ya kiwango cha upitishaji wa urefu mmoja wa wimbi la 1.96 Tbit/s.
2. Kidhibiti cha lithiamu niobate aina ya resonant cavity aina ya resonant
Ili kufikia modulator ndogo na kubwa sana za kipimo data, kuna miundo mbalimbali ya mashimo yenye resonant inayopatikana:
2.1 Kidhibiti cha fuwele za fotoniki (PC) na pete ndogo: Kundi la utafiti la Lin katika Chuo Kikuu cha Rochester limeunda kidhibiti cha kwanza cha fuwele za fotoniki zenye utendaji wa hali ya juu. Kwa kuongezea, vidhibiti vya pete ndogo kulingana na ujumuishaji usio wa kawaida wa lithiamu ya silicon niobate na ujumuishaji unaofanana pia vimependekezwa, na kufikia kipimo data cha GHz kadhaa.
2.2 Kidhibiti cha uwazi wa resonant cavity cha Bragg grating: ikijumuisha uwazi wa Fabry Perot (FP), kidhibiti cha wimbi cha Bragg grating (WBG), na kidhibiti cha mwanga wa polepole (SL). Miundo hii imeundwa kusawazisha ukubwa, uvumilivu wa mchakato, na utendaji, kwa mfano, kidhibiti cha uwazi wa 2 × 2 FP kinafikia kipimo data kikubwa sana kinachozidi 110 GHz. Kidhibiti cha mwanga wa polepole kulingana na uwazi wa Bragg uliounganishwa hupanua masafa ya kipimo data kinachofanya kazi.
3. Kidhibiti cha lithiamu niobate chenye filamu nyembamba iliyounganishwa kwa njia tofauti
Kuna njia tatu kuu za ujumuishaji ili kuchanganya utangamano wa teknolojia ya CMOS kwenye majukwaa yanayotegemea silikoni na utendaji bora wa urekebishaji wa lithiamu niobate:
3.1 Muunganisho usio wa kawaida wa aina ya kifungo: Kwa kuunganishwa moja kwa moja na benzocyclobutene (BCB) au silicon dioxide, lithiamu niobate nyembamba ya filamu huhamishiwa kwenye jukwaa la nitridi ya silicon au silicon, na kufikia kiwango cha wafer, muunganisho thabiti wa halijoto ya juu. Moduli inaonyesha kipimo data cha juu (> 70 GHz, hata kuzidi 110 GHz) na uwezo wa upitishaji wa mawimbi ya kasi ya juu.
3.2 Nyenzo ya mwongozo wa mawimbi ya uwekaji wa mwonekano wa ujumuishaji usio wa kawaida: kuweka nitridi ya silicon au silicon kwenye lithiamu niobate ya filamu nyembamba kama mwongozo wa mawimbi ya mzigo pia hufanikisha urekebishaji mzuri wa elektroni-optic.
3.3 Ujumuishaji tofauti wa uchapishaji wa uhamisho mdogo (μ TP): Huu ni teknolojia inayotarajiwa kutumika kwa uzalishaji mkubwa, ambayo huhamisha vifaa vya utendaji vilivyotengenezwa tayari ili kulenga chipsi kupitia vifaa vya usahihi wa hali ya juu, kuepuka usindikaji tata baada ya usindikaji. Imetumika kwa mafanikio kwenye nitridi ya silikoni na majukwaa yanayotegemea silikoni, na kufikia kipimo data cha makumi ya GHz.
Kwa muhtasari, makala haya yanaelezea kimfumo ramani ya kiteknolojia ya vidhibiti vya elektroni-optiki kulingana na majukwaa ya lithiamu niobate ya filamu nyembamba, kuanzia kufuata miundo ya mashimo yasiyo na resonant yenye utendaji wa juu na upana mkubwa, kuchunguza miundo ya mashimo ya resonant yenye umbo dogo, na kuunganishwa na majukwaa ya fotoniki yaliyokomaa yanayotegemea silikoni. Inaonyesha uwezo mkubwa na maendeleo endelevu ya vidhibiti vya lithiamu niobate ya filamu nyembamba katika kuvunja kizuizi cha utendaji cha vidhibiti vya jadi na kufikia mawasiliano ya macho ya kasi ya juu.
Muda wa chapisho: Machi-31-2026