ການຄົ້ນຄວ້າຄວາມຄືບຫນ້າຂອງບາງແຜ່ນ lithium niobate modulator electro-optic

ຄວາມຄືບໜ້າຂອງການຄົ້ນຄວ້າແຜ່ນບາງໆ lithium niobate modulator electro-optic

Electro-optic modulator ແມ່ນອຸປະກອນຫຼັກຂອງລະບົບການສື່ສານ optical ແລະລະບົບ microwave photonic. ມັນຄວບຄຸມແສງສະຫວ່າງທີ່ແຜ່ຂະຫຍາຍຢູ່ໃນພື້ນທີ່ຫວ່າງຫຼືທາງນໍາຄື້ນ optical ໂດຍການປ່ຽນແປງດັດຊະນີ refractive ຂອງວັດສະດຸທີ່ເກີດຈາກພາກສະຫນາມໄຟຟ້ານໍາໃຊ້. Lithium niobate ແບບດັ້ງເດີມໂມດູນ electro-opticalໃຊ້ວັດສະດຸ lithium niobate ຫຼາຍເປັນວັດສະດຸ electro-optical. ວັດສະດຸ lithium niobate ໄປເຊຍກັນດຽວແມ່ນ doped ໃນທ້ອງຖິ່ນເພື່ອປະກອບເປັນ waveguide ໂດຍຜ່ານການແຜ່ກະຈາຍຂອງ titanium ຫຼືຂະບວນການແລກປ່ຽນ proton. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງດັດຊະນີການສະທ້ອນລະຫວ່າງຊັ້ນຫຼັກແລະຊັ້ນ cladding ແມ່ນນ້ອຍຫຼາຍ, ແລະ waveguide ມີຄວາມສາມາດໃນການຜູກມັດທີ່ບໍ່ດີກັບພາກສະຫນາມແສງສະຫວ່າງ. ຄວາມຍາວທັງຫມົດຂອງ modulator electro-optic ການຫຸ້ມຫໍ່ແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວ 5 ~ 10 ຊຕມ.

ເທກໂນໂລຍີ Lithium Niobate on Insulator (LNOI) ສະຫນອງວິທີການທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນການແກ້ໄຂບັນຫາຂອງຂະຫນາດຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງ lithium niobate electro-optic modulator. ຄວາມແຕກຕ່າງດັດຊະນີການສະທ້ອນລະຫວ່າງຊັ້ນແກນ waveguide ແລະຊັ້ນ cladding ແມ່ນສູງເຖິງ 0.7, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມສາມາດໃນການຜູກມັດຂອງຮູບແບບ optical ແລະຜົນກະທົບຂອງລະບຽບ electro-optical ຂອງ waveguide, ແລະໄດ້ກາຍເປັນຈຸດສູນກາງການຄົ້ນຄວ້າໃນພາກສະຫນາມຂອງ modulator electro-optical.

ເນື່ອງຈາກຄວາມຄືບຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຊີເຄື່ອງຈັກຈຸລະພາກ, ການພັດທະນາ modulators electro-optic ໂດຍອີງໃສ່ເວທີ LNOI ມີຄວາມກ້າວຫນ້າຢ່າງໄວວາ, ສະແດງໃຫ້ເຫັນແນວໂນ້ມຂອງຂະຫນາດທີ່ຫນາແຫນ້ນແລະການປັບປຸງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງການປະຕິບັດ. ອີງຕາມໂຄງສ້າງຂອງ waveguide ທີ່ໃຊ້, ເຄື່ອງໂມດູນ electro-optic lithium niobate ຮູບເງົາບາງໆປົກກະຕິແມ່ນ etched ໂດຍກົງ waveguide electro-optic modulators, ປະສົມ loaded.waveguide modulatorsແລະຊິລິໂຄນປະສົມແບບປະສົມປະສານ waveguide electro-optic modulators.

ໃນປັດຈຸບັນ, ການປັບປຸງຂະບວນການ etching ແຫ້ງໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຂອງແຜ່ນບາງໆ lithium niobate waveguide, ridge loading method ແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນຂະບວນການ etching ສູງ, ແລະໄດ້ຮັບຮູ້ໂມດູນ electro-optic lithium niobate ທີ່ມີແຮງດັນຫນ້ອຍກວ່າ 1 V half wave, ແລະການຜະສົມຜະສານກັບ SOI photo integration ເຕັກໂນໂລຊີຂອງ mature ສອດຄ່ອງແລະແນວໂນ້ມຂອງ electron integration. ເທກໂນໂລຍີ lithium niobate ຮູບເງົາບາງໆມີຄວາມໄດ້ປຽບໃນການຮັບຮູ້ການສູນເສຍຕ່ໍາ, ຂະຫນາດຂະຫນາດນ້ອຍແລະແບນວິດຂະຫນາດໃຫຍ່ປະສົມປະສານໂມດູນ electro-optic ໃນຊິບ. ໃນທາງທິດສະດີ, ມັນຖືກຄາດຄະເນວ່າ 3mm ຮູບເງົາບາງໆ lithium niobate push-pullໂມດູລະ M⁃Zແບນວິດຂອງ 3dB electro-optical ສາມາດບັນລຸໄດ້ເຖິງ 400 GHz, ແລະແບນວິດຂອງໂມດູນ lithium niobate ຮູບເງົາບາງໆທີ່ກຽມໄວ້ທົດລອງໄດ້ຖືກລາຍງານວ່າມີພຽງແຕ່ເກີນ 100 GHz, ເຊິ່ງຍັງຢູ່ໄກຈາກຂອບເຂດຈໍາກັດເທິງທາງທິດສະດີ. ການປັບປຸງທີ່ນໍາເອົາໂດຍການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງຕົວກໍານົດການໂຄງສ້າງພື້ນຖານແມ່ນຈໍາກັດ. ໃນອະນາຄົດ, ຈາກທັດສະນະຂອງການສໍາຫຼວດກົນໄກແລະໂຄງສ້າງໃຫມ່, ເຊັ່ນ: ການອອກແບບ electrode waveguide coplanar ມາດຕະຖານເປັນ electrode microwave segmented, ການປະຕິບັດຂອງ modulator ອາດຈະໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕື່ມອີກ.

ນອກຈາກນັ້ນ, ຄວາມເປັນຈິງຂອງການຫຸ້ມຫໍ່ຊິບ modulator ປະສົມປະສານແລະການລວມຕົວແບບ heterogeneous on-chip ກັບ lasers, ເຄື່ອງກວດຈັບແລະອຸປະກອນອື່ນໆແມ່ນທັງສອງໂອກາດແລະສິ່ງທ້າທາຍສໍາລັບການພັດທະນາໃນອະນາຄົດຂອງບາງແຜ່ນ lithium niobate modulators. ໂມດູເລເຕີ electro-optic lithium niobate ຮູບເງົາບາງໆຈະມີບົດບາດສໍາຄັນກວ່າໃນ microwave photon, ການສື່ສານທາງ optical ແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.