மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் எலக்ட்ரோ ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் அமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் குறித்த அறிமுகம்

கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் பற்றிய அறிமுகம்மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் எலக்ட்ரோ ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்
An மின்-ஒளி மாடுலேட்டர்மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட்டின் வெவ்வேறு கட்டமைப்புகள், அலைநீளங்கள் மற்றும் தளங்களின் அடிப்படையில், மற்றும் பல்வேறு வகைகளின் விரிவான செயல்திறன் ஒப்பீடுEOM மாடுலேட்டர்கள்அத்துடன், ஆராய்ச்சி மற்றும் அதன் பயன்பாடு குறித்த ஒரு பகுப்பாய்வும்மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட் மாடுலேட்டர்கள்மற்ற துறைகளில்.

1. ஒத்திசைவற்ற குழி மென்படல லித்தியம் நையோபேட் மாடுலேட்டர்
இந்த வகை மாடுலேட்டர், லித்தியம் நையோபேட் படிகத்தின் சிறந்த மின்-ஒளியியல் விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்டது மற்றும் அதிவேக, நீண்ட தூர ஒளியியல் தகவல்தொடர்பை அடைவதற்கான ஒரு முக்கிய சாதனமாகும். இதில் மூன்று முக்கிய கட்டமைப்புகள் உள்ளன:
1.1 பயணிக்கும் அலை மின்முனை MZI மாடுலேட்டர்: இது மிகவும் பொதுவான வடிவமைப்பாகும். ஹார்வர்டு பல்கலைக்கழகத்தின் லோன்கார் ஆய்வுக் குழு, 2018-ல் முதன்முதலில் இதன் உயர் செயல்திறன் கொண்ட பதிப்பை அடைந்தது. அதைத் தொடர்ந்து செய்யப்பட்ட மேம்பாடுகளில், குவார்ட்ஸ் அடிமூலக்கூறுகளை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின்தேக்கி ஏற்றம் (அதிக அலைவரிசை கொண்டது, ஆனால் சிலிக்கான் அடிப்படையிலானவற்றுடன் பொருந்தாது) மற்றும் அடிமூலக்கூறு உள்ளீடற்ற தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்ட சிலிக்கான் அடிப்படையிலான இணக்கத்தன்மை ஆகியவை அடங்கும். இதன் மூலம் அதிக அலைவரிசை (>67 GHz) மற்றும் அதிவேக சமிக்ஞை (112 Gbit/s PAM4 போன்றவை) பரிமாற்றம் அடையப்பட்டது.
1.2 மடிக்கக்கூடிய MZI மாடுலேட்டர்: சாதனத்தின் அளவைக் குறைக்கவும், QSFP-DD போன்ற சிறிய மாட்யூல்களுக்கு ஏற்றவாறு மாற்றியமைக்கவும், சாதனத்தின் நீளத்தைப் பாதியாகக் குறைத்து 60 GHz அலைவரிசையை அடைவதற்காக, முனைவாக்கச் செயலாக்கம், குறுக்கு அலைவழி அல்லது தலைகீழ் நுண்கட்டமைப்பு மின்முனைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
1.3 ஒற்றை/இரட்டை முனைவாக்க ஒத்திசைவான செங்குத்து (IQ) பண்பேற்றி: பரிமாற்ற வீதத்தை மேம்படுத்த உயர்-வரிசை பண்பேற்ற வடிவத்தைப் பயன்படுத்துகிறது. சன் யாட் சென் பல்கலைக்கழகத்தின் சாய் ஆய்வுக் குழு, 2020-ல் முதல் சில்லு-மீதான ஒற்றை முனைவாக்க IQ பண்பேற்றியை உருவாக்கியது. எதிர்காலத்தில் உருவாக்கப்பட்ட இரட்டை முனைவாக்க IQ பண்பேற்றி சிறந்த செயல்திறனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் குவார்ட்ஸ் தளத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட பதிப்பு, 1.96 Tbit/s என்ற ஒற்றை அலைநீள பரிமாற்ற வீத சாதனையை நிலைநாட்டியுள்ளது.

2. ஒத்ததிர்வு குழி வகை மென்படல லித்தியம் நையோபேட் மாடுலேட்டர்
மிகச் சிறிய மற்றும் பெரிய அலைவரிசைப் பட்டையகல பண்பேற்றிகளை அடைவதற்கு, பல்வேறு ஒத்ததிர்வு குழி அமைப்புகள் கிடைக்கின்றன:
2.1 ஒளி படிகம் (PC) மற்றும் நுண் வளைய பண்பேற்றி: ரோசெஸ்டர் பல்கலைக்கழகத்தில் உள்ள லின்னின் ஆய்வுக் குழு, முதல் உயர் செயல்திறன் கொண்ட ஒளி படிக பண்பேற்றியை உருவாக்கியுள்ளது. மேலும், சிலிக்கான் லித்தியம் நையோபேட்டின் பல்லின ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் ஒருபடித்தான ஒருங்கிணைப்பை அடிப்படையாகக் கொண்ட நுண் வளைய பண்பேற்றிகளும் முன்மொழியப்பட்டுள்ளன, இவை பல GHz அலைவரிசை அகலங்களை எட்டியுள்ளன.
2.2 பிராக் கிரேட்டிங் ரெசனன்ட் கேவிட்டி மாடுலேட்டர்: இதில் ஃபேப்ரி பெரோட் (FP) கேவிட்டி, வேவ்கைடு பிராக் கிரேட்டிங் (WBG) மற்றும் ஸ்லோ லைட் (SL) மாடுலேட்டர் ஆகியவை அடங்கும். இந்தக் கட்டமைப்புகள் அளவு, செயல்முறை சகிப்புத்தன்மை மற்றும் செயல்திறன் ஆகியவற்றைச் சமநிலைப்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. உதாரணமாக, ஒரு 2 × 2 FP ரெசனன்ட் கேவிட்டி மாடுலேட்டர் 110 GHz-ஐத் தாண்டிய மிகப் பெரிய அலைவரிசையை அடைகிறது. இணைக்கப்பட்ட பிராக் கிரேட்டிங்கை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஸ்லோ லைட் மாடுலேட்டர், செயல்படும் அலைவரிசை வரம்பை விரிவுபடுத்துகிறது.

3. பல்லின ஒருங்கிணைந்த மென்படல லித்தியம் நையோபேட் மாடுலேட்டர்
சிலிக்கான் அடிப்படையிலான தளங்களில் CMOS தொழில்நுட்பத்தின் இணக்கத்தன்மையை, லித்தியம் நையோபேட்டின் சிறந்த பண்பேற்றச் செயல்திறனுடன் இணைப்பதற்கு மூன்று முக்கிய ஒருங்கிணைப்பு முறைகள் உள்ளன:
3.1 பிணைப்பு வகை பல்லின ஒருங்கிணைப்பு: பென்சோசைக்ளோபியூட்டீன் (BCB) அல்லது சிலிக்கான் டை ஆக்சைடுடன் நேரடியாகப் பிணைப்பதன் மூலம், மென்படல லித்தியம் நையோபேட் ஒரு சிலிக்கான் அல்லது சிலிக்கான் நைட்ரைடு தளத்திற்கு மாற்றப்பட்டு, வேஃபர் நிலை, உயர் வெப்பநிலை நிலையான ஒருங்கிணைப்பு அடையப்படுகிறது. இந்த மாடுலேட்டர் உயர் அலைவரிசை (>70 GHz, 110 GHz-ஐயும் தாண்டும்) மற்றும் அதிவேக சமிக்ஞை பரிமாற்றத் திறனைக் கொண்டுள்ளது.
3.2 அலைவழிப் பொருள் படியவைப்பின் பல்லின ஒருங்கிணைப்பு: சுமை அலைவழியாக மெல்லிய படல லித்தியம் நையோபேட்டின் மீது சிலிக்கான் அல்லது சிலிக்கான் நைட்ரைடைப் படியவைப்பது, திறமையான மின்-ஒளி பண்பேற்றத்தையும் அடைகிறது.
3.3 நுண் பரிமாற்ற அச்சிடுதல் (μTP) பல்லின ஒருங்கிணைப்பு: இது பெரிய அளவிலான உற்பத்திக்குப் பயன்படுத்தப்படும் என எதிர்பார்க்கப்படும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இது சிக்கலான பிந்தைய செயலாக்கத்தைத் தவிர்த்து, உயர்-துல்லியமான உபகரணங்கள் மூலம் முன் தயாரிக்கப்பட்ட செயல்பாட்டுக் கருவிகளை இலக்கு சில்லுகளுக்கு மாற்றுகிறது. இது சிலிக்கான் நைட்ரைடு மற்றும் சிலிக்கான் அடிப்படையிலான தளங்களில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டு, பத்துக்கணக்கான ஜிகாஹெர்ட்ஸ் அலைவரிசைகளை அடைந்துள்ளது.

சுருக்கமாக, இந்தக் கட்டுரை, உயர் செயல்திறன் மற்றும் பெரிய அலைவரிசை கொண்ட ஒத்திசைவற்ற குழி அமைப்புகளைப் பின்தொடர்வது, சிறிய அளவிலான ஒத்திசைவு குழி அமைப்புகளை ஆராய்வது, மற்றும் முதிர்ந்த சிலிக்கான் அடிப்படையிலான ஒளியியல் தளங்களுடன் ஒருங்கிணைப்பது என, மென்படல லித்தியம் நையோபேட் தளங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மின்-ஒளி பண்பேற்றிகளின் தொழில்நுட்ப செயல் திட்டத்தை முறையாக விவரிக்கிறது. இது, பாரம்பரிய பண்பேற்றிகளின் செயல்திறன் முட்டுக்கட்டையை உடைத்து, அதிவேக ஒளியியல் தகவல்தொடர்பை அடைவதில் மென்படல லித்தியம் நையோபேட் பண்பேற்றிகளின் மகத்தான ஆற்றலையும் தொடர்ச்சியான முன்னேற்றத்தையும் வெளிப்படுத்துகிறது.