Higher integrated film manify lithium niobate electro-optic modulator

Linearity avoelectro-optic modulatorary fampiharana photon microwave
Miaraka amin'ny fitomboan'ny fepetra takian'ny rafi-pifandraisana, mba hanatsarana bebe kokoa ny fahombiazan'ny fifindran'ny famantarana, ny olona dia hampifamatotra ny fotony sy ny elektrôna mba hahazoana tombony mifameno, ary ny fotonika mikraoba dia teraka. Ny modulator electro-optical dia ilaina amin'ny fiovan'ny herinaratra ho hazavanamicrowave photonic rafitra, ary io dingana lehibe io matetika no mamaritra ny fahombiazan'ny rafitra manontolo. Satria ny fiovan'ny onjam-peo matetika amin'ny sehatra optika dia dingana famantarana analoga, ary mahazatraelectro-optical modulatorsmanana nonlinearity raiki-tampisaka, misy fiovana lehibe famantarana eo amin'ny fizotry ny fiovam-po. Mba hahatratrarana ny modulation linear eo ho eo, ny teboka fiasan'ny modulator dia matetika raikitra amin'ny teboka orthogonal, saingy mbola tsy mahafeno ny fepetra takian'ny rohy photon microwave ho an'ny linearity ny modulator. Electro-optic modulators manana linearity avo dia ilaina maika.

Ny fanodikodinana mari-pamantarana haingam-pandeha avo lenta amin'ny fitaovana silisiôma dia matetika tratra amin'ny alàlan'ny fiparitahan'ny plasma mpitatitra maimaim-poana (FCD). Ny fiantraikan'ny FCD sy ny PN junction modulation dia tsy mitongilana, izay mahatonga ny modulator silisiôma ho ambany kokoa noho ny modulator lithium niobate. Ny fitaovana Lithium niobate dia mampiseho tsaraelectro-optical modulationfananana noho ny vokatry ny Pucker. Mandritra izany fotoana izany, ny akora lithium niobate dia manana tombony amin'ny bandwidth lehibe, ny toetran'ny modulation tsara, ny fatiantoka ambany, ny fampidirana mora sy ny fifanarahana amin'ny dingana semiconductor, ny fampiasana ny lithium niobate sarimihetsika manify mba hanaovana modulator electro-optical avo lenta, raha oharina amin'ny silisiôma. saika tsy misy "takelaka fohy", fa koa mba hahazoana linearity avo. Ny sarimihetsika manify lithium niobate (LNOI) electro-optic modulator amin'ny insulator dia lasa tari-dàlana fampandrosoana mampanantena. Miaraka amin'ny fampivoarana ny teknolojia fanomanana fitaovana lithium niobate sy ny teknolojia etching waveguide, ny fahombiazan'ny fiovam-po avo lenta sy ny fampidirana ambony amin'ny sarimihetsika manify lithium niobate electro-optic modulator dia lasa sehatry ny akademia sy ny indostria iraisam-pirenena.

Toetran'ny sarimihetsika manify lithium niobate
Any Etazonia, ny drafitra DAP AR dia nanao izao fanombanana manaraka izao momba ny fitaovana lithium niobate: raha ny foiben'ny revolisiona elektronika dia nomena anarana avy amin'ny fitaovana silisiôma izay mahatonga izany, dia azo inoana fa nomena anarana taorian'ny lithium niobate ny toerana nahaterahan'ny revolisiona photonics. . Izany dia satria ny lithium niobate dia mampiditra electro-optical effect, acousto-optical effect, piezoelectric effect, thermoelectric effect ary photorefractive effect ao anatin'ny iray, toy ny fitaovana silisiôma eo amin'ny sehatry ny optika.

Raha ny momba ny toetran'ny fifindran'ny optika, ny fitaovana InP dia manana fatiantoka lehibe indrindra amin'ny fifindran'ny chip noho ny fitrandrahana hazavana ao amin'ny tarika 1550nm mahazatra. SiO2 sy silisiôma nitride manana ny tsara indrindra fampitana toetra, ary ny fatiantoka dia mety hahatratra ny haavon'ny ~ 0.01dB/cm; Amin'izao fotoana izao, ny fahaverezan'ny waveguide amin'ny sarimihetsika manify lithium niobate waveguide dia mety hahatratra ny haavon'ny 0.03dB / cm, ary ny fahaverezan'ny waveguide lithium-film manify dia mety hihena bebe kokoa miaraka amin'ny fanatsarana tsy tapaka ny haavon'ny teknolojia ao amin'ny ho avy. Noho izany, ny sarimihetsika manify lithium niobate akora dia hampiseho fampisehoana tsara ho an'ny rafitra maivana passive toy ny lalan'ny photosynthetic, shunt ary microring.

Raha ny momba ny famokarana hazavana, ny InP ihany no afaka mamoaka hazavana mivantana; Noho izany, ho an'ny fampiharana ny mikraoba photons, dia ilaina ny mampiditra ny InP mifototra amin'ny hazavana loharano ao amin'ny LNOI mifototra amin'ny photonic chip Integrated amin'ny alalan'ny backloading welding na epitaxial fitomboana. Raha resaka modulation maivana, dia nohamafisina etsy ambony fa ny fitaovana lithium niobate film manify dia mora kokoa ny manatratra ny bandwidth modulation lehibe kokoa, ambany ny onjam-pandrefesana ary ny fatiantoka ambany kokoa noho ny InP sy Si. Ankoatra izany, ny linearity avo ny electro-optical modulation ny manify film lithium niobate akora dia tena ilaina ho an'ny rehetra microwave foton fampiharana.

Amin'ny lafiny Optical routing, ny hafainganam-pandeha avo electro-optical valin'ny film manify Lithium niobate fitaovana mahatonga ny LNOI mifototra Optical switch afaka hafainganam-pandeha Optical routing switching, ary ny fanjifàna herinaratra toy izany hafainganam-pandeha switching dia tena ambany ihany koa. Ho an'ny fampiharana mahazatra ny teknolojian'ny fotony mikraoba mikraoba, ny chip beamforming fehezin'ny optika dia manana ny fahaiza-manaon'ny hafainganam-pandeha avo lenta mba hihaona amin'ny filan'ny scan beam haingana, ary ny toetran'ny fanjifana herinaratra faran'izay ambany dia mifanaraka tsara amin'ny fepetra henjana amin'ny lehibe. -Système array phased. Na dia afaka mahatsapa ihany koa ny switch optika mifototra amin'ny InP, dia hampiditra tabataba be izy io, indrindra rehefa mitsambikina ny switch optika multilevel, dia hiharatsy tanteraka ny coefficient tabataba. Ny fitaovana silikon, SiO2 ary silisiôma nitride dia tsy afaka mamadika lalana optique fotsiny amin'ny alàlan'ny vokatra thermo-optical na ny fiparitahan'ny mpitatitra, izay manana ny tsy fahampian'ny fanjifana herinaratra avo lenta sy ny hafainganam-pandeha miadana. Rehefa lehibe ny haben'ny array amin'ny array phased dia tsy mahafeno ny fepetra takian'ny fanjifana herinaratra.

Raha resaka amplification optika, nyamplifier optika semiconductor (SOA) miorina amin'ny InP efa matotra ho an'ny fampiasana ara-barotra, fa manana ny fatiantoka ny tabataba avo coefficient sy ambany saturation Output hery, izay tsy conducive amin'ny fampiharana ny microwave photons. Ny dingan'ny fanamafisam-peo parametric amin'ny horonan-tsarimihetsika lithium niobate waveguide mifototra amin'ny fampahavitrihana tsindraindray sy ny fanodikodinana dia mety hahatratra ny tabataba ambany sy ny fampitomboana optique on-chip avo lenta, izay afaka mahafeno tsara ny fepetra takian'ny teknolojia mikraoba mikraoba ho an'ny fanamafisana optika on-chip.

Raha ny fahitana ny hazavana, ny lithium niobate sarimihetsika manify dia manana toetra tsara fifindran'ny hazavana amin'ny tarika 1550 nm. Ny fiasan'ny photoelectric fiovam-po dia tsy azo tanterahina, ka ho an'ny microwave photon fampiharana, mba hihaona amin'ny filan'ny photoelectric fiovam-po amin'ny Chip. InGaAs na Ge-Si detection units dia mila ampidirina amin'ny LNOI mifototra amin'ny fotonika mitambatra chips amin'ny backloading welding na epitaxial fitomboana. Amin'ny resaka fifamatorana amin'ny fibre optique, satria ny fibre optika dia fitaovana SiO2, ny sahan'ny onjam-pandrefesana SiO2 dia manana ny mari-pahaizana mifanandrify indrindra amin'ny sehatry ny fibre optique, ary ny fifamatorana no mety indrindra. Ny savaivony an-tsaha mode ny Waveguide manify Lithium niobate sarimihetsika dia eo amin'ny 1μm, izay tsy mitovy amin'ny fomba saha ny Optical fibre, noho izany dia tsy maintsy atao araka ny tokony ho fomba fanovana toerana mba hifanaraka amin'ny fomba saha Optical fibre.

Eo amin'ny lafiny fampidirana, raha misy fitaovana isan-karazany manana tanjaky ny fampidirana avo dia miankina indrindra amin'ny halalin'ny fiondrehan'ny onjam-peo (miantraika amin'ny famerana ny saha mode waveguide). Ny onjam-peo voafetra mafy dia mamela ny radius miondrika kely kokoa, izay mety kokoa amin'ny fanatanterahana ny fampidirana avo. Noho izany, ireo mpitari-tafika lithium niobate sarimihetsika manify dia manana fahafahana hahatratra ny fampidirana avo. Noho izany, ny endriky ny sarimihetsika manify lithium niobate dia ahafahan'ny fitaovana lithium niobate tena milalao ny andraikitry ny "silicon" optika. Ho an'ny fampiharana ny foton'ny mikraoba, ny tombony amin'ny sarimihetsika manify lithium niobate dia miharihary kokoa.