Sarrera egitura eta errendimenduari buruzFilm meheko litio niobatozko modulatzaile elektrooptikoa
An modulatzaile elektro-optikoalitio niobatozko film mehearen egitura, uhin-luzera eta plataforma desberdinetan oinarrituta, eta hainbat motatako errendimenduaren konparaketa zabalaEOM modulatzaileak, baita ikerketaren eta aplikazioaren analisia ereLitio niobatozko film meheko modulatzaileakbeste arlo batzuetan.
1. Barrunbe ez-erresonanteko film meheko litio niobato modulatzailea
Modulatzaile mota hau litio niobato kristalaren efektu elektro-optiko bikainan oinarritzen da eta abiadura handiko eta distantzia luzeko komunikazio optikoa lortzeko gailu gakoa da. Hiru egitura nagusi daude:
1.1 Uhin bidaiarien elektrodoaren MZI modulatzailea: Hau da diseinu tipikoena. Harvard Unibertsitateko Lon č ar ikerketa taldeak lehen aldiz errendimendu handiko bertsio bat lortu zuen 2018an, ondorengo hobekuntzekin batera kuartzozko substratuetan oinarritutako karga kapazitiboa (banda-zabalera handia baina siliziozkoekin bateraezina) eta substratuaren hustuketan oinarritutako siliziozko bateragarritasuna barne, banda-zabalera handia (>67 GHz) eta abiadura handiko seinaleen transmisioa lortuz (adibidez, 112 Gbit/s PAM4).
1.2 Tolestu daitekeen MZI moduladorea: Gailuaren tamaina laburtzeko eta QSFP-DD bezalako modulu trinkoetara egokitzeko, polarizazio tratamendua, gurutzatutako uhin gida edo alderantzizko mikroegitura elektrodoak erabiltzen dira gailuaren luzera erdira murrizteko eta 60 GHz-ko banda-zabalera lortzeko.
1.3 Polarizazio Bakarreko/Bikoitzeko Koherente Ortogonaleko (IQ) Moduladorea: Transmisio-abiadura hobetzeko goi-ordenako modulazio-formatua erabiltzen du. Sun Yat-sen Unibertsitateko Cai ikerketa-taldeak txipean integratutako lehenengo polarizazio bakarreko IQ moduladorea lortu zuen 2020an. Etorkizunean garatutako polarizazio bikoitzeko IQ moduladoreak errendimendu hobea du, eta kuartzozko substratuan oinarritutako bertsioak 1,96 Tbit/s-ko uhin-luzera bakarreko transmisio-abiaduraren errekorra ezarri du.
2. Barrunbe erresonante motako film meheko litio niobato modulatzailea
Banda-zabalera modulatzaile ultra txikiak eta handiak lortzeko, hainbat barrunbe erresonante egitura daude eskuragarri:
2.1 Kristal fotonikoa (PC) eta mikro eraztun modulatzailea: Rochesterreko Unibertsitateko Linen ikerketa taldeak errendimendu handiko lehen kristal fotoniko modulatzailea garatu du. Horrez gain, silizio litio niobato integrazio heterogeneoan eta integrazio homogeneoan oinarritutako mikro eraztun modulatzaileak ere proposatu dira, hainbat GHz-ko banda-zabalera lortuz.
2.2 Bragg sare erresonante barrunbe modulatzailea: Fabry Perot (FP) barrunbea, uhin-gida Bragg sare (WBG) eta argi moteleko modulatzailea barne hartzen ditu. Egitura hauek tamaina, prozesuaren tolerantziak eta errendimendua orekatzeko diseinatuta daude, adibidez, 2 × 2 FP erresonante barrunbe modulatzaile batek 110 GHz-tik gorako banda-zabalera ultra-handia lortzen du. Bragg sare akoplatuan oinarritutako argi moteleko modulatzaileak laneko banda-zabalera tartea zabaltzen du.
3. Litio niobatozko film meheko modulatzaile heterogeneo integratua
Siliziozko plataformetan CMOS teknologiaren bateragarritasuna litio niobatoaren modulazio-errendimendu bikainarekin konbinatzeko hiru integrazio-metodo nagusi daude:
3.1 Lotura motako integrazio heterogeneoa: Benzoziklobutenoarekin (BCB) edo silizio dioxidoarekin zuzenean lotuz, litio niobato mehea silizio edo silizio nitruro plataforma batera transferitzen da, oblea mailan eta tenperatura altuetan egonkorra den integrazioa lortuz. Modulagailuak banda-zabalera handia (>70 GHz, 110 GHz-tik gorakoa ere) eta abiadura handiko seinaleen transmisio gaitasuna erakusten ditu.
3.2 Uhin-gida materialaren deposizioaren integrazio heterogeneoa: silizioa edo silizio nitruroa litio niobatozko film mehean karga-uhin-gida gisa metatzeak modulazio elektro-optiko eraginkorra ere lortzen du.
3.3 Mikrotransferentzia bidezko inprimaketa (μ TP) integrazio heterogeneoa: Eskala handiko ekoizpenerako erabiltzea espero den teknologia da hau, eta aurrefabrikatutako gailu funtzionalak txipetara transferitzen ditu zehaztasun handiko ekipamenduen bidez, postprozesamendu konplexuak saihestuz. Silizio nitrurozko eta siliziozko plataformetan aplikatu da arrakastaz, hamarnaka GHz-ko banda-zabalerak lortuz.
Laburbilduz, artikulu honek modu sistematikoan azaltzen du litio niobatozko film meheko plataformetan oinarritutako modulatzaile elektro-optikoen bide-orri teknologikoa, errendimendu handiko eta banda-zabalera handiko barrunbe-egitura ez-erresonanteak bilatzea, barrunbe-egitura erresonante miniaturizatuak aztertzea eta siliziozko plataforma fotoniko helduekin integratzea. Litio niobatozko film meheko modulatzaileen potentzial izugarria eta etengabeko aurrerapena erakusten ditu modulatzaile tradizionalen errendimendu-oztopoak gainditzeko eta abiadura handiko komunikazio optikoa lortzeko.
Argitaratze data: 2026ko martxoaren 31a