Maendeleo ya utafiti wa moduli nyembamba ya lithiamu niobate electro-optic ya filamu

Maendeleo ya utafiti wafilamu nyembamba ya lithiamu niobate moduli ya elektro-optic

Moduli ya elektro-optic ni kifaa cha msingi cha mfumo wa mawasiliano ya macho na mfumo wa picha wa microwave. Inadhibiti mwanga unaoenea katika nafasi ya bure au mwongozo wa wimbi la macho kwa kubadilisha fahirisi ya refractive ya nyenzo inayosababishwa na uwanja wa umeme unaotumika. Niobate ya jadi ya lithiamumoduli ya umeme-machohutumia nyenzo nyingi za lithiamu niobate kama nyenzo ya macho ya kielektroniki. Nyenzo moja ya kioo ya lithiamu niobate hutiwa ndani ili kuunda mwongozo wa wimbi kupitia uenezaji wa titani au mchakato wa kubadilishana protoni. Tofauti ya faharasa ya refractive kati ya safu ya msingi na safu ya kufunika ni ndogo sana, na mwongozo wa wimbi una uwezo duni wa kuunganisha kwenye uga wa mwanga. Urefu wa jumla wa moduli ya elektro-optic iliyofungwa kawaida ni 5 ~ 10 cm.

Teknolojia ya Lithium Niobate kwenye Insulator (LNOI) hutoa njia bora ya kutatua tatizo la ukubwa mkubwa wa moduli ya lithiamu niobate electro-optic. Tofauti ya faharasa ya refractive kati ya safu ya msingi ya waveguide na safu ya kufunika ni hadi 0.7, ambayo huongeza kwa kiasi kikubwa uwezo wa kumfunga wa modi ya macho na athari ya udhibiti wa mwongozo wa mawimbi, na imekuwa sehemu kuu ya utafiti katika uwanja wa moduli ya macho-elektroniki.

Kwa sababu ya maendeleo ya teknolojia ya utengenezaji wa mashine ndogo, uundaji wa moduli za elektro-optic kulingana na jukwaa la LNOI umepata maendeleo ya haraka, kuonyesha mwelekeo wa saizi ngumu zaidi na uboreshaji unaoendelea wa utendakazi. Kulingana na muundo wa mwongozo wa wimbi uliotumiwa, moduli za kawaida za filamu nyembamba za lithiamu niobate electro-optic ni moduli za mawimbi zilizowekwa moja kwa moja, mseto uliopakiwa.modulators waveguidena vidhibiti vilivyounganishwa vya silikoni ya mseto wa mwongozo wa mawimbi.

Kwa sasa, uboreshaji wa mchakato wa kukausha kavu hupunguza sana upotevu wa wimbi la wimbi la lithiamu niobate ya filamu nyembamba, njia ya upakiaji wa matuta hutatua tatizo la ugumu wa mchakato wa kuchota, na imegundua moduli ya lithiamu niobate electro-optic yenye voltage ya chini ya 1 V nusu ya wimbi, na mchanganyiko na teknolojia ya kukomaa ya SOI inakubaliana na mwenendo wa ushirikiano wa photon na elektroni. Teknolojia ya filamu nyembamba ya lithiamu niobate ina faida katika kutambua upotevu wa chini, saizi ndogo na moduli kubwa iliyounganishwa ya kielektroniki ya macho kwenye chip. Kinadharia, inatabiriwa kuwa filamu nyembamba ya 3mm ya lithiamu niobate push-pullModuli ya M⁃ZKipimo data cha 3dB kielektroniki kinaweza kufikia GHz 400, na kipimo data cha moduli nyembamba ya lithiamu niobate ya filamu iliyotayarishwa kwa majaribio imeripotiwa kuwa zaidi ya GHz 100, ambayo bado iko mbali na kikomo cha juu cha kinadharia. Uboreshaji unaoletwa na uboreshaji wa vigezo vya msingi vya kimuundo ni mdogo. Katika siku zijazo, kutokana na mtazamo wa kuchunguza taratibu na miundo mipya, kama vile kubuni elektrodi ya kawaida ya coplanar waveguide kama elektrodi ya microwave iliyogawanywa, utendakazi wa moduli unaweza kuboreshwa zaidi.

Kwa kuongezea, utambuzi wa ufungaji jumuishi wa chip za moduli na muunganisho wa juu-chipu tofauti na leza, vigunduzi na vifaa vingine ni fursa na changamoto kwa maendeleo ya baadaye ya vidhibiti vya filamu nyembamba vya lithiamu niobate. Moduli nyembamba ya lithiamu niobate electro-optic itachukua jukumu muhimu zaidi katika fotoni ya microwave, mawasiliano ya macho na nyanja zingine.