Araştırma ilerlemesiince film lityum niyobat elektro-optik modülatör
Elektro-optik modülatör, optik iletişim sisteminin ve mikrodalga fotonik sisteminin temel aygıtıdır. Uygulanan elektrik alanının neden olduğu malzemenin kırılma indisini değiştirerek serbest uzayda veya optik dalga kılavuzunda yayılan ışığı düzenler. Geleneksel lityum niyobatelektro-optik modülatörelektro-optik malzeme olarak toplu lityum niyobat malzeme kullanır. Tek kristal lityum niyobat malzeme, titanyum difüzyonu veya proton değişim süreci yoluyla dalga kılavuzu oluşturmak için yerel olarak katkılanır. Çekirdek katman ile kaplama katmanı arasındaki kırılma indisi farkı çok küçüktür ve dalga kılavuzunun ışık alanına bağlanma yeteneği zayıftır. Paketlenmiş elektro-optik modülatörün toplam uzunluğu genellikle 5~10 cm'dir.
Yalıtkan Üzerinde Lityum Niobat (LNOI) teknolojisi, lityum niyobat elektro-optik modülatörünün büyük boyutlu sorununu çözmek için etkili bir yol sağlar. Dalga kılavuzu çekirdek katmanı ile kaplama katmanı arasındaki kırılma indisi farkı 0,7'ye kadar çıkar, bu da dalga kılavuzunun optik mod bağlanma yeteneğini ve elektro-optik düzenleme etkisini büyük ölçüde artırır ve elektro-optik modülatör alanında bir araştırma merkezi haline gelmiştir.
Mikro işleme teknolojisinin ilerlemesi nedeniyle, LNOI platformuna dayalı elektro-optik modülatörlerin geliştirilmesi hızlı bir ilerleme kaydetti ve daha kompakt boyut ve performansın sürekli iyileştirilmesi eğilimi gösterdi. Kullanılan dalga kılavuzu yapısına göre, tipik ince film lityum niyobat elektro-optik modülatörler doğrudan aşındırılmış dalga kılavuzu elektro-optik modülatörler, yüklü hibritdalga kılavuzu modülatörlerive hibrit silikon entegre dalga kılavuzu elektro-optik modülatörler.
Şu anda, kuru aşındırma işleminin iyileştirilmesi ince film lityum niyobat dalga kılavuzunun kaybını büyük ölçüde azaltır, sırt yükleme yöntemi yüksek aşındırma işlemi zorluğu sorununu çözer ve 1 V'dan daha düşük bir voltaja sahip lityum niyobat elektro-optik modülatörü yarım dalga ile gerçekleştirmiştir ve olgun SOI teknolojisiyle kombinasyon foton ve elektron hibrit entegrasyonunun eğilimine uygundur. İnce film lityum niyobat teknolojisi, çip üzerinde düşük kayıp, küçük boyut ve büyük bant genişliğine sahip entegre elektro-optik modülatörü gerçekleştirmede avantajlara sahiptir. Teorik olarak, 3 mm ince film lityum niyobat itme-çekmeM⁃Z modülatörleri3dB elektro-optik bant genişliği 400 GHz'e kadar ulaşabilir ve deneysel olarak hazırlanan ince film lityum niyobat modülatörünün bant genişliğinin 100 GHz'in biraz üzerinde olduğu bildirilmiştir, bu da teorik üst sınırdan hala çok uzaktır. Temel yapısal parametrelerin optimize edilmesiyle sağlanan iyileştirme sınırlıdır. Gelecekte, standart koplaner dalga kılavuzu elektrodunu segmentli bir mikrodalga elektrodu olarak tasarlamak gibi yeni mekanizmalar ve yapılar keşfetme perspektifinden, modülatörün performansı daha da iyileştirilebilir.
Ek olarak, entegre modülatör çip paketlemesinin ve lazerler, dedektörler ve diğer cihazlarla çip üzerinde heterojen entegrasyonun gerçekleştirilmesi, ince film lityum niyobat modülatörlerinin gelecekteki gelişimi için hem bir fırsat hem de bir zorluktur. İnce film lityum niyobat elektro-optik modülatör, mikrodalga foton, optik iletişim ve diğer alanlarda daha önemli bir rol oynayacaktır.
Gönderi zamanı: Nis-07-2025