थिन फिल्म लिथियम निओबेट इलेक्ट्रो अप्टिक मोड्युलेटरको संरचना र कार्यसम्पादनको परिचय

को संरचना र कार्यसम्पादनको परिचयपातलो फिल्म लिथियम निओबेट इलेक्ट्रो अप्टिक मोड्युलेटर
An इलेक्ट्रो-अप्टिक मोड्युलेटरपातलो फिल्म लिथियम निओबेटको विभिन्न संरचना, तरंगदैर्ध्य र प्लेटफर्महरूमा आधारित, र विभिन्न प्रकारका कार्यसम्पादन तुलनाEOM मोड्युलेटरहरू, साथै अनुसन्धान र प्रयोगको विश्लेषणपातलो फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटरहरूअन्य क्षेत्रहरूमा।

१. नन-रेजोनन्ट क्याभिटी थिन फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटर
यस प्रकारको मोड्युलेटर लिथियम निओबेट क्रिस्टलको उत्कृष्ट इलेक्ट्रो-अप्टिक प्रभावमा आधारित छ र उच्च-गति र लामो-दूरीको अप्टिकल सञ्चार प्राप्त गर्नको लागि एक प्रमुख उपकरण हो। त्यहाँ तीन मुख्य संरचनाहरू छन्:
१.१ ट्राभलिङ वेभ इलेक्ट्रोड MZI मोड्युलेटर: यो सबैभन्दा विशिष्ट डिजाइन हो। हार्वर्ड विश्वविद्यालयको लोन č ar अनुसन्धान समूहले पहिलो पटक २०१८ मा उच्च-प्रदर्शन संस्करण प्राप्त गर्‍यो, जसमा क्वार्ट्ज सब्सट्रेटहरूमा आधारित क्यापेसिटिव लोडिङ (उच्च ब्यान्डविथ तर सिलिकन-आधारितसँग असंगत) र सब्सट्रेट होलोइङमा आधारित सिलिकन-आधारित अनुकूलन, उच्च ब्यान्डविथ (>६७ GHz) र उच्च-गति संकेत (जस्तै ११२ Gbit/s PAM4) प्रसारण प्राप्त गर्ने जस्ता सुधारहरू समावेश थिए।
१.२ फोल्डिङ MZI मोड्युलेटर: उपकरणको आकार छोटो बनाउन र QSFP-DD जस्ता कम्प्याक्ट मोड्युलहरूमा अनुकूलन गर्न, ध्रुवीकरण उपचार, क्रस वेभगाइड वा उल्टो माइक्रोस्ट्रक्चर इलेक्ट्रोडहरू प्रयोग गरिन्छ जसले उपकरणको लम्बाइ आधा घटाउँछ र ६० GHz को ब्यान्डविथ प्राप्त गर्दछ।
१.३ एकल/दोहोरो ध्रुवीकरण सुसंगत अर्थोगोनल (IQ) मोड्युलेटर: प्रसारण दर बढाउन उच्च-अर्डर मोड्युलेसन ढाँचा प्रयोग गर्दछ। सन याट सेन विश्वविद्यालयको काई अनुसन्धान समूहले २०२० मा पहिलो अन-चिप एकल ध्रुवीकरण IQ मोड्युलेटर हासिल गर्‍यो। भविष्यमा विकसित गरिएको दोहोरो ध्रुवीकरण IQ मोड्युलेटरको प्रदर्शन राम्रो छ, र क्वार्ट्ज सब्सट्रेटमा आधारित संस्करणले १.९६ Tbit/s को एकल तरंगदैर्ध्य प्रसारण दर रेकर्ड सेट गरेको छ।

२. रेजोनन्ट क्याभिटी प्रकारको पातलो-फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटर
अति सानो र ठूलो ब्यान्डविथ मोड्युलेटरहरू प्राप्त गर्न, विभिन्न रेजोनन्ट गुहा संरचनाहरू उपलब्ध छन्:
२.१ फोटोनिक क्रिस्टल (पीसी) र माइक्रो रिंग मोड्युलेटर: रोचेस्टर विश्वविद्यालयको लिनको अनुसन्धान समूहले पहिलो उच्च-प्रदर्शन फोटोनिक क्रिस्टल मोड्युलेटर विकास गरेको छ। यसको अतिरिक्त, सिलिकन लिथियम निओबेट विषम एकीकरण र समरूप एकीकरणमा आधारित माइक्रो रिंग मोड्युलेटरहरू पनि प्रस्ताव गरिएको छ, जसले धेरै GHz को ब्यान्डविथ प्राप्त गर्दछ।
२.२ब्राग ग्रेटिंग रेजोनन्ट क्याभिटी मोड्युलेटर: फेब्री पेरोट (FP) क्याभिटी, वेभगाइड ब्राग ग्रेटिंग (WBG), र स्लो लाइट (SL) मोड्युलेटर सहित। यी संरचनाहरू आकार, प्रक्रिया सहनशीलता, र कार्यसम्पादन सन्तुलन गर्न डिजाइन गरिएका छन्, उदाहरणका लागि, २ × २ FP रेजोनन्ट क्याभिटी मोड्युलेटरले ११० GHz भन्दा बढी अल्ट्रा ठूलो ब्यान्डविथ प्राप्त गर्दछ। जोडिएको ब्राग ग्रेटिंगमा आधारित स्लो लाइट मोड्युलेटरले काम गर्ने ब्यान्डविथ दायरा विस्तार गर्दछ।

३. विषम एकीकृत पातलो फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटर
सिलिकन-आधारित प्लेटफर्महरूमा CMOS प्रविधिको अनुकूलतालाई लिथियम निओबेटको उत्कृष्ट मोड्युलेसन प्रदर्शनसँग संयोजन गर्न तीन मुख्य एकीकरण विधिहरू छन्:
३.१ बन्ड प्रकारको विषम एकीकरण: बेन्जोसाइक्लोब्युटिन (BCB) वा सिलिकन डाइअक्साइडसँग प्रत्यक्ष बन्धन गरेर, पातलो फिल्म लिथियम नियोबेटलाई सिलिकन वा सिलिकन नाइट्राइड प्लेटफर्ममा स्थानान्तरण गरिन्छ, जसले वेफर स्तर, उच्च तापक्रम स्थिर एकीकरण प्राप्त गर्दछ। मोड्युलेटरले उच्च ब्यान्डविथ (>७० GHz, ११० GHz भन्दा पनि बढी) र उच्च-गति सिग्नल प्रसारण क्षमता प्रदर्शन गर्दछ।
३.२ निक्षेपण वेभगाइड सामग्री विषम एकीकरण: पातलो फिल्म लिथियम नियोबेटमा लोड वेभगाइडको रूपमा सिलिकन वा सिलिकन नाइट्राइड जम्मा गर्नाले पनि कुशल इलेक्ट्रो-अप्टिक मोड्युलेसन प्राप्त हुन्छ।
३.३ माइक्रो ट्रान्सफर प्रिन्टिङ (μ TP) विषम एकीकरण: यो एक प्रविधि हो जुन ठूलो मात्रामा उत्पादनको लागि प्रयोग हुने अपेक्षा गरिएको छ, जसले जटिल पोस्ट-प्रोसेसिङलाई बेवास्ता गर्दै उच्च-परिशुद्धता उपकरणहरू मार्फत चिपहरूलाई लक्षित गर्न पूर्वनिर्मित कार्यात्मक उपकरणहरू स्थानान्तरण गर्दछ। यो सिलिकन नाइट्राइड र सिलिकन-आधारित प्लेटफर्महरूमा सफलतापूर्वक लागू गरिएको छ, दशौं GHz को ब्यान्डविथ प्राप्त गर्दै।

संक्षेपमा, यस लेखले उच्च-प्रदर्शन र ठूलो ब्यान्डविथ गैर-रेजोनन्ट गुहा संरचनाहरू पछ्याउने, लघु-रेजोनन्ट गुहा संरचनाहरू अन्वेषण गर्ने, र परिपक्व सिलिकन-आधारित फोटोनिक प्लेटफर्महरूसँग एकीकरण गर्नेदेखि लिएर, पातलो फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटरहरूको प्राविधिक रोडम्यापलाई व्यवस्थित रूपमा रूपरेखा दिन्छ। यसले परम्परागत मोड्युलेटरहरूको प्रदर्शन अवरोध तोड्न र उच्च-गति अप्टिकल सञ्चार प्राप्त गर्न पातलो फिल्म लिथियम निओबेट मोड्युलेटरहरूको विशाल सम्भावना र निरन्तर प्रगति प्रदर्शन गर्दछ।