உயர் ஒருங்கிணைந்த மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் மின்-ஒளியியல் பண்பேற்றி

உயர் நேரியல் தன்மைமின்-ஒளி மாடுலேட்டர்மற்றும் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடு
தகவல் தொடர்பு அமைப்புகளின் அதிகரித்து வரும் தேவைகளால், சமிக்ஞைகளின் பரிமாற்றத் திறனை மேலும் மேம்படுத்துவதற்காக, மக்கள் நிரப்பு நன்மைகளை அடையும் பொருட்டு ஃபோட்டான்களையும் எலக்ட்ரான்களையும் இணைப்பார்கள், அதன் விளைவாக மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் பிறக்கும். மின்சாரத்தை ஒளியாக மாற்றுவதற்கு மின்-ஒளி பண்பேற்றி தேவைப்படுகிறது.மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் அமைப்புகள்மேலும், இந்த முக்கிய படிநிலையே பொதுவாக முழு அமைப்பின் செயல்திறனையும் தீர்மானிக்கிறது. ரேடியோ அதிர்வெண் சமிக்ஞையை ஒளியியல் களத்திற்கு மாற்றுவது ஒரு அனலாக் சமிக்ஞை செயல்முறை என்பதால், சாதாரணமின்-ஒளி மாடுலேட்டர்கள்உள்ளார்ந்த நேரியல் அல்லாத தன்மையைக் கொண்டிருப்பதால், மாற்றும் செயல்பாட்டில் கடுமையான சமிக்ஞை சிதைவு ஏற்படுகிறது. தோராயமான நேரியல் பண்பேற்றத்தை அடைவதற்காக, பண்பேற்றியின் இயக்கப் புள்ளி பொதுவாக செங்குத்துச் சாய்வுப் புள்ளியில் நிலைநிறுத்தப்படுகிறது, ஆனால் அது பண்பேற்றியின் நேரியல் தன்மைக்கான நுண்ணலை ஃபோட்டான் இணைப்பின் தேவைகளை இன்னும் பூர்த்தி செய்ய முடியாது. உயர் நேரியல் தன்மை கொண்ட மின்-ஒளியியல் பண்பேற்றிகள் அவசரமாகத் தேவைப்படுகின்றன.

சிலிக்கான் பொருட்களின் அதிவேக ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பண்பேற்றம் பொதுவாக கட்டற்ற கடத்தி பிளாஸ்மா சிதறல் (FCD) விளைவின் மூலம் அடையப்படுகிறது. FCD விளைவு மற்றும் PN சந்தி பண்பேற்றம் ஆகிய இரண்டும் நேரியல் அல்லாதவை, இது சிலிக்கான் பண்பேற்றியை லித்தியம் நையோபேட் பண்பேற்றியை விட குறைவான நேரியல் தன்மையுடையதாக ஆக்குகிறது. லித்தியம் நையோபேட் பொருட்கள் சிறந்த பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.மின்-ஒளி பண்பேற்றம்அதன் பக்கர் விளைவின் காரணமாகப் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. அதே நேரத்தில், லித்தியம் நையோபேட் பொருளானது பெரிய அலைவரிசை, நல்ல பண்பேற்றப் பண்புகள், குறைந்த இழப்பு, எளிதான ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் குறைக்கடத்தி செயல்முறையுடன் இணக்கம் போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. உயர் செயல்திறன் கொண்ட மின்-ஒளி பண்பேற்றியை உருவாக்க மென்படல லித்தியம் நையோபேட்டைப் பயன்படுத்துவதால், சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது கிட்டத்தட்ட "குறுகிய தகடு" இல்லை, மேலும் உயர் நேர்கோட்டுத்தன்மையையும் அடைய முடிகிறது. மின்காப்பானின் மீதான மென்படல லித்தியம் நையோபேட் (LNOI) மின்-ஒளி பண்பேற்றி ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வளர்ச்சித் திசையாக மாறியுள்ளது. மென்படல லித்தியம் நையோபேட் பொருள் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பம் மற்றும் அலைவழி செதுக்குதல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், மென்படல லித்தியம் நையோபேட் மின்-ஒளி பண்பேற்றியின் உயர் மாற்றத் திறன் மற்றும் உயர் ஒருங்கிணைப்பு ஆகியவை சர்வதேச கல்வி மற்றும் தொழில்துறையின் ஒரு துறையாக மாறியுள்ளன.

மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட்டின் பண்புகள்
அமெரிக்காவில், DAP AR திட்டமிடல், லித்தியம் நையோபேட் பொருட்கள் குறித்து பின்வரும் மதிப்பீட்டைச் செய்துள்ளது: மின்னணுப் புரட்சியின் மையம், அதைச் சாத்தியமாக்கும் சிலிக்கான் பொருளின் பெயரால் அழைக்கப்படுமானால், ஒளியியல் புரட்சியின் பிறப்பிடம் லித்தியம் நையோபேட்டின் பெயரால் அழைக்கப்பட வாய்ப்புள்ளது. ஏனெனில், ஒளியியல் துறையில் உள்ள சிலிக்கான் பொருட்களைப் போலவே, லித்தியம் நையோபேட்டும் மின்-ஒளியியல் விளைவு, ஒலி-ஒளியியல் விளைவு, அழுத்தமின் விளைவு, வெப்பமின் விளைவு மற்றும் ஒளிவிலகல் விளைவு ஆகியவற்றை ஒன்றாக ஒருங்கிணைக்கிறது.

ஒளியியல் கடத்தும் பண்புகளைப் பொறுத்தவரை, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் 1550nm அலைவரிசையில் ஒளியை உறிஞ்சுவதால், InP பொருளானது சிப்பில் மிகப்பெரிய கடத்தும் இழப்பைக் கொண்டுள்ளது. SiO2 மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைடு ஆகியவை சிறந்த கடத்தும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவற்றின் இழப்பு ~ 0.01dB/cm அளவை எட்டக்கூடும்; தற்போது, ​​மென்படல லித்தியம் நையோபேட் அலைவழியின் இழப்பு 0.03dB/cm அளவை எட்டுகிறது, மேலும் எதிர்காலத்தில் தொழில்நுட்ப மட்டத்தின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்துடன் மென்படல லித்தியம் நையோபேட் அலைவழியின் இழப்பை மேலும் குறைப்பதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன. எனவே, ஒளிச்சேர்க்கைப் பாதை, ஷன்ட் மற்றும் மைக்ரோரிங் போன்ற செயலற்ற ஒளி கட்டமைப்புகளுக்கு மென்படல லித்தியம் நையோபேட் பொருள் சிறந்த செயல்திறனை வெளிப்படுத்தும்.

ஒளி உருவாக்கத்தைப் பொறுத்தவரை, InP-க்கு மட்டுமே நேரடியாக ஒளியை உமிழும் திறன் உள்ளது; எனவே, மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டிற்கு, பின்சுமை பற்றவைப்பு அல்லது எபிடெக்சியல் வளர்ச்சி முறையின் மூலம் LNOI அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சில்லில் InP அடிப்படையிலான ஒளி மூலத்தை அறிமுகப்படுத்துவது அவசியமாகிறது. ஒளி பண்பேற்றத்தைப் பொறுத்தவரை, InP மற்றும் Si-ஐ விட மென்படல லித்தியம் நையோபேட் பொருளால் பெரிய பண்பேற்ற அலைவரிசை, குறைந்த அரை-அலை மின்னழுத்தம் மற்றும் குறைந்த கடத்தல் இழப்பு ஆகியவற்றை எளிதாக அடைய முடியும் என்று மேலே வலியுறுத்தப்பட்டுள்ளது. மேலும், மென்படல லித்தியம் நையோபேட் பொருட்களின் மின்-ஒளி பண்பேற்றத்தின் உயர் நேர்கோட்டுத்தன்மை அனைத்து மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளுக்கும் இன்றியமையாதது.

ஒளியியல் வழித்தடத்தைப் பொறுத்தவரை, மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் பொருளின் அதிவேக மின்-ஒளியியல் துலங்கல், LNOI அடிப்படையிலான ஒளியியல் நிலைமாற்றியை அதிவேக ஒளியியல் வழித்தட நிலைமாற்றத்திற்குத் திறனுள்ளதாக்குகிறது, மேலும் அத்தகைய அதிவேக நிலைமாற்றத்தின் மின் நுகர்வும் மிகக் குறைவாக உள்ளது. ஒருங்கிணைந்த நுண்ணலை ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் வழக்கமான பயன்பாட்டிற்கு, ஒளியியலால் கட்டுப்படுத்தப்படும் கற்றை உருவாக்கும் சில்லு, வேகமான கற்றை வருடுதலின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யும் அதிவேக நிலைமாற்றத் திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதன் மிகக் குறைந்த மின் நுகர்வுப் பண்புகள், பெரிய அளவிலான கட்ட வரிசை அமைப்பின் கடுமையான தேவைகளுக்கு நன்கு பொருந்துகின்றன. InP அடிப்படையிலான ஒளியியல் நிலைமாற்றியும் அதிவேக ஒளியியல் பாதை நிலைமாற்றத்தைச் செயல்படுத்த முடிந்தாலும், அது அதிக இரைச்சலை உருவாக்கும், குறிப்பாகப் பலநிலை ஒளியியல் நிலைமாற்றி அடுக்கடுக்காக இணைக்கப்படும்போது, ​​இரைச்சல் குணகம் கடுமையாக மோசமடையும். சிலிக்கான், SiO2 மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைடு பொருட்கள் வெப்ப-ஒளியியல் விளைவு அல்லது கடத்தி சிதறல் விளைவு மூலம் மட்டுமே ஒளியியல் பாதைகளை நிலைமாற்ற முடியும், இது அதிக மின் நுகர்வு மற்றும் மெதுவான நிலைமாற்ற வேகம் போன்ற குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. கட்ட வரிசையின் வரிசை அளவு பெரியதாக இருக்கும்போது, ​​அதனால் மின் நுகர்வுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாது.

ஒளியியல் பெருக்கத்தைப் பொறுத்தவரை,குறைக்கடத்தி ஒளியியல் பெருக்கி (எஸ்ஓஏInP-ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட தொழில்நுட்பம் வணிகப் பயன்பாட்டிற்கு முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது, ஆனால் அது அதிக இரைச்சல் குணகம் மற்றும் குறைந்த செறிவூட்டல் வெளியீட்டுத் திறன் போன்ற குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, இது மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டிற்கு உகந்ததாக இல்லை. காலமுறைச் செயலாக்கம் மற்றும் தலைகீழாக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட மென்படல லித்தியம் நையோபேட் அலைவழியின் அளவுரு பெருக்கச் செயல்முறையானது, குறைந்த இரைச்சல் மற்றும் அதிக திறன் கொண்ட சிப்பில் ஒளியியல் பெருக்கத்தை அடைய முடியும், இது சிப்பில் ஒளியியல் பெருக்கத்திற்கான ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் தேவைகளை நன்கு பூர்த்தி செய்யும்.

ஒளி கண்டறிதலைப் பொறுத்தவரை, மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் 1550 nm அலைவரிசையில் உள்ள ஒளிக்கு நல்ல கடத்தும் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஒளிமின் மாற்றச் செயல்பாட்டை இதில் செயல்படுத்த முடியாது, எனவே மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளுக்கு, சிப்பில் ஒளிமின் மாற்றத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, பின்சுமை பற்றவைப்பு அல்லது எபிடெக்சியல் வளர்ச்சி மூலம் LNOI அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சிப்களில் InGaAs அல்லது Ge-Si கண்டறிதல் அலகுகளை அறிமுகப்படுத்த வேண்டும். ஒளியிழை உடனான இணைப்பைப் பொறுத்தவரை, ஒளியிழையே SiO2 பொருளால் ஆனதால், SiO2 அலைவழியின் அலைப்புலமானது ஒளியிழையின் அலைப்புலத்துடன் மிக உயர்ந்த பொருத்த அளவைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இணைப்பு மிகவும் வசதியானது. மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட்டின் வலுவாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அலைவழியின் அலைப்புல விட்டம் சுமார் 1μm ஆகும், இது ஒளியிழையின் அலைப்புலத்திலிருந்து மிகவும் வேறுபட்டது, எனவே ஒளியிழையின் அலைப்புலத்துடன் பொருந்துவதற்கு முறையான அலைப்புள்ளி உருமாற்றம் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

ஒருங்கிணைப்பைப் பொறுத்தவரை, பல்வேறு பொருட்களுக்கு அதிக ஒருங்கிணைப்புத் திறன் உள்ளதா என்பது முக்கியமாக அலைவழியின் வளைவு ஆரத்தைச் சார்ந்துள்ளது (இது அலைவழிப் பயன்முறைப் புலத்தின் வரம்பினால் பாதிக்கப்படுகிறது). கடுமையாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அலைவழியானது ஒரு சிறிய வளைவு ஆரத்தை அனுமதிக்கிறது, இது அதிக ஒருங்கிணைப்பை அடைவதற்கு மிகவும் உகந்ததாகும். எனவே, மென்படல லித்தியம் நையோபேட் அலைவழிகள் அதிக ஒருங்கிணைப்பை அடையும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. ஆகையால், மென்படல லித்தியம் நையோபேட்டின் தோற்றம், லித்தியம் நையோபேட் பொருளை ஒளியியல் "சிலிக்கான்" ஆக உண்மையாகவே செயல்படச் சாத்தியமாக்குகிறது. நுண்ணலை ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டிற்கு, மென்படல லித்தியம் நையோபேட்டின் நன்மைகள் மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகின்றன.