Araştırma ilerlemesiince film lityum niyobat elektro-optik modülatör
Elektro-optik modülatör, optik iletişim sistemi ve mikrodalga fotonik sisteminin temel cihazıdır. 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 dökme lityum niyobat malzeme kullanır. Tek kristal lityum niyobat malzeme, titanyum difüzyonu veya proton değişim süreciyle dalga kılavuzu oluşturmak üzere 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 modülatörlerin büyük boyutlu olması sorununu çözmek için etkili bir yol sunar. Dalga kılavuzu çekirdek katmanı ile kaplama katmanı arasındaki kırılma indisi farkı 0,7'ye kadar çıkabilir ve bu da dalga kılavuzunun optik mod bağlanma kabiliyetini ve elektro-optik düzenleme etkisini büyük ölçüde artırır ve elektro-optik modülatör alanında bir araştırma merkezi haline gelmiştir.
Mikro işleme teknolojisindeki ilerlemeler sayesinde, LNOI platformuna dayalı elektro-optik modülatörlerin geliştirilmesi hızla ilerlemiş ve daha kompakt boyut ve sürekli performans iyileştirme eğilimi göstermiştir. Kullanılan dalga kılavuzu yapısına göre, tipik ince film lityum niyobat elektro-optik modülatörler, doğrudan aşındırılmış dalga kılavuzu elektro-optik modülatörler, yüklü hibrit modülatörlerdir.dalga kılavuzu modülatörlerive hibrit silikon entegre dalga kılavuzu elektro-optik modülatörler.
Günümüzde, kuru aşındırma işleminin iyileştirilmesi, ince film lityum niyobat dalga kılavuzu kaybını büyük ölçüde azaltırken, sırt yükleme yöntemi yüksek aşındırma işlemi zorluğunu çözmüş ve 1 V'tan düşük yarım dalga voltajına sahip lityum niyobat elektro-optik modülatör üretmiştir. Gelişmiş SOI teknolojisiyle birleştirilmesi, foton ve elektron hibrit entegrasyonu trendine uygundur. İnce film lityum niyobat teknolojisi, çip üzerinde düşük kayıplı, küçük boyutlu ve geniş bantlı entegre elektro-optik modülatör üretmede avantajlara sahiptir. Teorik olarak, 3 mm ince film lityum niyobat itme-çekme yöntemininM⁃Z modülatörleri3 dB 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 eşdüzlemli dalga kılavuzu elektrodunun segmentli mikrodalga elektrodu olarak tasarlanması gibi yeni mekanizma ve yapıların araştırılması perspektifinden, modülatörün performansı daha da iyileştirilebilir.
Ayrıca, 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: 07 Nis 2025