Tədqiqatların irəliləyişinazik təbəqəli litium niobat elektro-optik modulyator
Elektro-optik modulyator optik rabitə sisteminin və mikrodalğalı fotonik sistemin əsas qurğusudur. Tətbiq olunan elektrik sahəsinin yaratdığı materialın sınma indeksini dəyişdirərək boş məkanda və ya optik dalğa ötürücüdə yayılan işığı tənzimləyir. Ənənəvi litium niobatıelektro-optik modulyatorelektro-optik material kimi toplu litium niobat materialından istifadə edir. Tək kristal litium niobat materialı titan diffuziyası və ya proton mübadiləsi prosesi vasitəsilə dalğa ötürücüsü yaratmaq üçün lokal olaraq aşqarlanır. Əsas təbəqə ilə örtük təbəqəsi arasındakı refraktiv indeks fərqi çox azdır və dalğa ötürücünün işıq sahəsinə zəif bağlanma qabiliyyəti var. Qablaşdırılmış elektro-optik modulyatorun ümumi uzunluğu adətən 5~10 sm-dir.
İzolyator üzərində litium niobatı (LNOI) texnologiyası litium niobatı elektro-optik modulyatorunun böyük ölçüsü problemini həll etmək üçün effektiv bir yol təqdim edir. Dalğaötürücü nüvə təbəqəsi ilə örtük təbəqəsi arasındakı refraktiv indeks fərqi 0,7-yə qədərdir ki, bu da dalğaötürücüsünün optik rejim bağlanma qabiliyyətini və elektro-optik tənzimləmə təsirini xeyli artırır və elektro-optik modulyator sahəsində tədqiqat mərkəzinə çevrilib.
Mikro emal texnologiyasının inkişafı sayəsində LNOI platformasına əsaslanan elektro-optik modulyatorların inkişafı sürətli irəliləyiş əldə edərək daha kompakt ölçü və performansın davamlı yaxşılaşması tendensiyasını nümayiş etdirmişdir. İstifadə olunan dalğaötürən strukturuna görə, tipik nazik təbəqəli litium niobat elektro-optik modulyatorları birbaşa oyulmuş dalğaötürən elektro-optik modulyatorlardır, yüklənmiş hibriddir.dalğa ötürücü modulyatorlarıvə hibrid silikon inteqrasiya olunmuş dalğaötürücü elektro-optik modulyatorlar.
Hazırda quru aşındırma prosesinin təkmilləşdirilməsi nazik təbəqəli litium niobatın itkisini xeyli azaldır, silsilə yükləmə metodu yüksək aşındırma prosesinin çətinliyi problemini həll edir və 1 V-dan az yarım dalğa gərginliyinə malik litium niobatın elektro-optik modulyatorunu həyata keçirib və yetkin SOI texnologiyası ilə birləşmə foton və elektron hibrid inteqrasiyası trendinə uyğundur. Nazik təbəqəli litium niobatın texnologiyası çipdə aşağı itki, kiçik ölçülü və böyük bant genişliyi inteqrasiya olunmuş elektro-optik modulyatoru həyata keçirməkdə üstünlüklərə malikdir. Nəzəri olaraq, 3 mm-lik nazik təbəqəli litium niobatın itələmə-çəkməM⁃Z modulyatorları3dB elektro-optik bant genişliyi 400 GHz-ə çata bilər və eksperimental olaraq hazırlanmış nazik təbəqəli litium niobat modulyatorunun bant genişliyinin 100 GHz-dən bir qədər çox olduğu bildirilir ki, bu da hələ də nəzəri yuxarı limitdən çox uzaqdır. Əsas struktur parametrlərinin optimallaşdırılması ilə əldə edilən təkmilləşdirmə məhduddur. Gələcəkdə, standart koplanar dalğaötürücü elektrodun seqmentləşdirilmiş mikrodalğalı elektrod kimi dizayn edilməsi kimi yeni mexanizmlərin və strukturların araşdırılması baxımından modulyatorun performansı daha da yaxşılaşdırıla bilər.
Bundan əlavə, inteqrasiya olunmuş modulyator çip qablaşdırmasının və lazerlər, detektorlar və digər cihazlarla çip üzərində heterojen inteqrasiyanın həyata keçirilməsi nazik təbəqəli litium niobat modulyatorlarının gələcək inkişafı üçün həm fürsət, həm də çətinlik yaradır. Nazik təbəqəli litium niobat elektro-optik modulyatoru mikrodalğalı foton, optik rabitə və digər sahələrdə daha vacib rol oynayacaq.
Yazı vaxtı: 07 Aprel 2025