உயர் ஒருங்கிணைந்த மெல்லிய பட லித்தியம் நியோபேட் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்

உயர் நேரியல்எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்மற்றும் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடு
தகவல்தொடர்பு அமைப்புகளின் தேவைகள் அதிகரித்து வருவதால், சிக்னல்களின் பரிமாற்றத் திறனை மேலும் மேம்படுத்த, மக்கள் ஃபோட்டான்கள் மற்றும் எலக்ட்ரான்களை இணைத்து நிரப்பு நன்மைகளை அடைவார்கள், மேலும் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ் பிறக்கும். மின்சாரத்தை வெளிச்சமாக மாற்றுவதற்கு எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர் தேவைமைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக் அமைப்புகள், மற்றும் இந்த முக்கிய படி பொதுவாக முழு அமைப்பின் செயல்திறனை தீர்மானிக்கிறது. ரேடியோ அதிர்வெண் சமிக்ஞையை ஆப்டிகல் டொமைனாக மாற்றுவது ஒரு அனலாக் சிக்னல் செயல்முறை மற்றும் சாதாரணமானதுஎலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்கள்உள்ளார்ந்த நேர்கோட்டுத்தன்மை இல்லை, மாற்றும் செயல்பாட்டில் தீவிர சமிக்ஞை சிதைவு உள்ளது. தோராயமான நேரியல் பண்பேற்றத்தை அடைவதற்காக, மாடுலேட்டரின் இயக்கப் புள்ளி பொதுவாக ஆர்த்தோகனல் பயாஸ் புள்ளியில் நிலைநிறுத்தப்படுகிறது, ஆனால் மாடுலேட்டரின் நேரியல் தன்மைக்கான மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் இணைப்பின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாது. அதிக நேர்கோட்டுத்தன்மை கொண்ட எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்கள் அவசரமாக தேவை.

சிலிக்கான் பொருட்களின் அதிவேக ஒளிவிலகல் குறியீட்டு பண்பேற்றம் பொதுவாக இலவச கேரியர் பிளாஸ்மா பரவல் (FCD) விளைவு மூலம் அடையப்படுகிறது. FCD விளைவு மற்றும் PN சந்தி பண்பேற்றம் இரண்டும் நேரியல் அல்ல, இது சிலிக்கான் மாடுலேட்டரை லித்தியம் நியோபேட் மாடுலேட்டரை விட குறைவான நேரியல் ஆக்குகிறது. லித்தியம் நியோபேட் பொருட்கள் சிறந்தவைமின்-ஒளியியல் பண்பேற்றம்அவற்றின் புக்கர் விளைவு காரணமாக பண்புகள். அதே நேரத்தில், லித்தியம் நியோபேட் பொருள் பெரிய அலைவரிசை, நல்ல பண்பேற்றம் பண்புகள், குறைந்த இழப்பு, எளிதான ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் குறைக்கடத்தி செயல்முறையுடன் இணக்கம், மெல்லிய பட லித்தியம் நியோபேட்டைப் பயன்படுத்தி உயர் செயல்திறன் கொண்ட எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டரைப் பயன்படுத்துதல், சிலிக்கானுடன் ஒப்பிடும்போது. ஏறக்குறைய "குறுகிய தட்டு" இல்லை, ஆனால் உயர் நேர்கோட்டுத்தன்மையை அடையவும். இன்சுலேட்டரில் மெல்லிய பட லித்தியம் நியோபேட் (LNOI) எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர் ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வளர்ச்சி திசையாக மாறியுள்ளது. மெல்லிய ஃபிலிம் லித்தியம் நியோபேட் பொருள் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பம் மற்றும் அலை வழிகாட்டி பொறித்தல் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், மெல்லிய பட லித்தியம் நியோபேட் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் உயர் மாற்றும் திறன் மற்றும் அதிக ஒருங்கிணைப்பு சர்வதேச கல்வி மற்றும் தொழில்துறையின் துறையாக மாறியுள்ளது.

மெல்லிய படலமான லித்தியம் நியோபேட்டின் பண்புகள்
யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸில் டிஏபி ஏஆர் திட்டமிடல் லித்தியம் நியோபேட் பொருட்களின் பின்வரும் மதிப்பீட்டைச் செய்துள்ளது: மின்னணுப் புரட்சியின் மையமானது அதைச் சாத்தியமாக்கும் சிலிக்கான் பொருளின் பெயரால் பெயரிடப்பட்டால், ஃபோட்டானிக்ஸ் புரட்சியின் பிறப்பிடம் லித்தியம் நியோபேட் என்று பெயரிடப்படலாம். . ஏனெனில் லித்தியம் நியோபேட் ஒளியியல் துறையில் சிலிக்கான் பொருட்களைப் போலவே எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் விளைவு, ஒலி-ஆப்டிகல் விளைவு, பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவு, தெர்மோஎலக்ட்ரிக் விளைவு மற்றும் ஒளிக்கதிர் விளைவு ஆகியவற்றை ஒருங்கிணைக்கிறது.

ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்மிஷன் குணாதிசயங்களைப் பொறுத்தவரை, பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் 1550nm பேண்டில் உள்ள ஒளியை உறிஞ்சுவதால், InP மெட்டீரியலானது மிகப்பெரிய ஆன்-சிப் டிரான்ஸ்மிஷன் இழப்பைக் கொண்டுள்ளது. SiO2 மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைடு ஆகியவை சிறந்த பரிமாற்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் இழப்பு ~ 0.01dB/cm அளவை எட்டும்; தற்போது, ​​மெல்லிய-பட லித்தியம் நியோபேட் அலை வழிகாட்டியின் அலை வழிகாட்டி இழப்பு 0.03dB/cm அளவை எட்டக்கூடும், மேலும் மெல்லிய-பட லித்தியம் நியோபேட் அலை வழிகாட்டியின் இழப்பு, தொழில்நுட்ப மட்டத்தின் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்துடன் மேலும் குறைக்கப்படக்கூடிய சாத்தியக்கூறுகளைக் கொண்டுள்ளது. எதிர்காலம். எனவே, மெல்லிய படலமான லித்தியம் நியோபேட் பொருள் ஒளிச்சேர்க்கை பாதை, ஷன்ட் மற்றும் மைக்ரோரிங் போன்ற செயலற்ற ஒளி கட்டமைப்புகளுக்கு நல்ல செயல்திறனைக் காண்பிக்கும்.

ஒளி உற்பத்தியைப் பொறுத்தவரை, InP மட்டுமே நேரடியாக ஒளியை வெளியிடும் திறன் கொண்டது; எனவே, மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்களைப் பயன்படுத்துவதற்கு, LNOI அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சிப்பில் InP அடிப்படையிலான ஒளி மூலத்தை பேக்லோடிங் வெல்டிங் அல்லது எபிடாக்சியல் வளர்ச்சியின் மூலம் அறிமுகப்படுத்துவது அவசியம். ஒளி பண்பேற்றத்தைப் பொறுத்தவரை, மெல்லிய ஃபிலிம் லித்தியம் நியோபேட் பொருள் பெரிய மாடுலேஷன் அலைவரிசை, குறைந்த அரை-அலை மின்னழுத்தம் மற்றும் குறைந்த பரிமாற்ற இழப்பை InP மற்றும் Si ஐ விட எளிதாக அடையலாம் என்று வலியுறுத்தப்பட்டது. மேலும், மெல்லிய ஃபிலிம் லித்தியம் நியோபேட் பொருட்களின் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேஷனின் உயர் நேரியல் அனைத்து நுண்ணலை ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளுக்கும் அவசியம்.

ஆப்டிகல் ரூட்டிங் அடிப்படையில், மெல்லிய ஃபிலிம் லித்தியம் நியோபேட் பொருளின் அதிவேக எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் பதில் LNOI அடிப்படையிலான ஆப்டிகல் சுவிட்சை அதிவேக ஆப்டிகல் ரூட்டிங் மாற்றும் திறன் கொண்டதாக ஆக்குகிறது, மேலும் அத்தகைய அதிவேக மாறுதலின் ஆற்றல் நுகர்வு மிகவும் குறைவாக உள்ளது. ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் வழக்கமான பயன்பாட்டிற்கு, ஒளியியல் ரீதியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட பீம்ஃபார்மிங் சிப், வேகமான பீம் ஸ்கேனிங்கின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய அதிவேக மாறுதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் அதி-குறைந்த மின் நுகர்வு பண்புகள் பெரியவற்றின் கடுமையான தேவைகளுக்கு நன்கு பொருந்துகின்றன. -அளவிலான கட்ட வரிசை அமைப்பு. InP அடிப்படையிலான ஆப்டிகல் ஸ்விட்ச் அதிவேக ஆப்டிகல் பாதை மாறுதலையும் உணர முடியும் என்றாலும், அது பெரிய சத்தத்தை அறிமுகப்படுத்தும், குறிப்பாக மல்டிலெவல் ஆப்டிகல் சுவிட்ச் கேஸ்கேட் செய்யப்படும்போது, ​​இரைச்சல் குணகம் தீவிரமாக மோசமடையும். சிலிக்கான், SiO2 மற்றும் சிலிக்கான் நைட்ரைடு பொருட்கள் தெர்மோ-ஆப்டிகல் விளைவு அல்லது கேரியர் சிதறல் விளைவு மூலம் ஆப்டிகல் பாதைகளை மட்டுமே மாற்ற முடியும், இது அதிக மின் நுகர்வு மற்றும் மெதுவான மாறுதல் வேகத்தின் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளது. கட்ட வரிசையின் வரிசை அளவு பெரியதாக இருக்கும் போது, ​​அது மின் நுகர்வு தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய முடியாது.

ஆப்டிகல் பெருக்கத்தின் அடிப்படையில், திகுறைக்கடத்தி ஆப்டிகல் பெருக்கி (SOA) இன்பி அடிப்படையிலானது வணிக பயன்பாட்டிற்கு முதிர்ச்சியடைந்துள்ளது, ஆனால் இது அதிக இரைச்சல் குணகம் மற்றும் குறைந்த செறிவூட்டல் வெளியீட்டு சக்தியின் தீமைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டிற்கு உகந்ததல்ல. காலமுறை செயல்படுத்தல் மற்றும் தலைகீழ் அடிப்படையில் மெல்லிய-திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட் அலை வழிகாட்டியின் அளவுரு பெருக்க செயல்முறை குறைந்த இரைச்சல் மற்றும் உயர் சக்தி ஆன்-சிப் ஆப்டிகல் பெருக்கத்தை அடைய முடியும், இது ஆன்-சிப் ஆப்டிகல் பெருக்கத்திற்கான ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் தேவைகளை நன்கு பூர்த்தி செய்யும்.

ஒளி கண்டறிதலின் அடிப்படையில், மெல்லிய படமான லித்தியம் நியோபேட் 1550 nm அலைவரிசையில் ஒளிக்கு நல்ல பரிமாற்ற பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. ஃபோட்டோ எலக்ட்ரிக் மாற்றத்தின் செயல்பாட்டை உணர முடியாது, எனவே மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளுக்கு, சிப்பில் ஒளிமின்னழுத்த மாற்றத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக. InGaAs அல்லது Ge-Si கண்டறிதல் அலகுகள் LNOI அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைந்த சில்லுகளில் பேக்லோடிங் வெல்டிங் அல்லது எபிடாக்சியல் வளர்ச்சி மூலம் அறிமுகப்படுத்தப்பட வேண்டும். ஆப்டிகல் ஃபைபருடன் இணைப்பதன் அடிப்படையில், ஆப்டிகல் ஃபைபரே SiO2 பொருளாக இருப்பதால், SiO2 அலை வழிகாட்டியின் பயன்முறை புலமானது ஆப்டிகல் ஃபைபரின் பயன்முறை புலத்துடன் அதிகப் பொருத்தப் பட்டம் கொண்டது, மேலும் இணைப்பது மிகவும் வசதியானது. மெல்லிய ஃபிலிம் லித்தியம் நியோபேட்டின் வலுவாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அலை வழிகாட்டியின் பயன்முறை புல விட்டம் சுமார் 1μm ஆகும், இது ஆப்டிகல் ஃபைபரின் பயன்முறை புலத்திலிருந்து முற்றிலும் வேறுபட்டது, எனவே ஆப்டிகல் ஃபைபரின் பயன்முறை புலத்துடன் பொருந்துவதற்கு சரியான பயன்முறை இட மாற்றம் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

ஒருங்கிணைப்பைப் பொறுத்தவரை, பல்வேறு பொருட்களுக்கு அதிக ஒருங்கிணைப்பு திறன் உள்ளதா என்பது முக்கியமாக அலை வழிகாட்டியின் வளைக்கும் ஆரம் (அலை வழிகாட்டி பயன்முறை புலத்தின் வரம்பினால் பாதிக்கப்படுகிறது) சார்ந்துள்ளது. வலுவாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட அலை வழிகாட்டி ஒரு சிறிய வளைக்கும் ஆரம் அனுமதிக்கிறது, இது அதிக ஒருங்கிணைப்பை உணர மிகவும் உகந்ததாகும். எனவே, மெல்லிய-பட லித்தியம் நியோபேட் அலை வழிகாட்டிகள் அதிக ஒருங்கிணைப்பை அடையும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, மெல்லிய படமான லித்தியம் நியோபேட்டின் தோற்றம் லித்தியம் நியோபேட் பொருள் உண்மையில் ஆப்டிகல் "சிலிக்கான்" பாத்திரத்தை வகிக்கிறது. மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான்களின் பயன்பாட்டிற்கு, மெல்லிய படமான லித்தியம் நியோபேட்டின் நன்மைகள் மிகவும் வெளிப்படையானவை.