Литий танталаты (LTOI) югары тизлеклеэлектро-оптик модулятор
Глобаль мәгълүмат трафигы үсүен дәвам итә, моңа 5G һәм ясалма интеллект (ИИ) кебек яңа технологияләрнең киң кулланылышы сәбәпче, бу оптик челтәрләрнең барлык дәрәҗәләрендәге кабул итүче-тапшыручы җайланмалар өчен зур кыенлыклар тудыра. Аерым алганда, киләсе буын электро-оптик модулятор технологиясе энергия куллануны һәм чыгымнарны киметү белән бер каналда мәгълүмат тапшыру тизлеген 200 Гбит/с кадәр сизелерлек арттырырга таләп итә. Соңгы берничә елда кремний фотоникасы технологиясе оптик кабул итүче-тапшыручы җайланмалар базарында киң кулланыла, нигездә, кремний фотоникасы өлгергән CMOS процессын кулланып күпләп җитештерелергә мөмкин булуы аркасында. Ләкин, ташучы дисперсиясенә нигезләнгән SOI электро-оптик модуляторлары үткәрүчәнлек киңлеге, энергия куллану, ирекле ташучы абсорбциясе һәм модуляция сызыклы булмаганлыгы өлкәсендә зур кыенлыклар белән очраша. Тармактагы башка технологик юлларга InP, юка пленкалы литий ниобаты LNOI, электро-оптик полимерлар һәм башка күп платформалы гетероген интеграция чишелешләре керә. LNOI ультра югары тизлекле һәм түбән куәтле модуляциядә иң яхшы нәтиҗәләргә ирешә алырлык чишелеш дип санала, ләкин хәзерге вакытта аның күпләп җитештерү процессы һәм бәясе ягыннан кайбер кыенлыклары бар. Күптән түгел команда фотоэлектрик үзлекләргә һәм зур күләмле җитештерүгә ия булган юка пленкалы литий танталат (LTOI) интеграцияләнгән фотоник платформаны эшләтеп җибәрде, ул күп кушымталарда литий ниобаты һәм кремний оптик платформаларының күрсәткечләренә тиң яки хәтта аннан да артып китәчәк дип көтелә. Ләкин, әлегә кадәр, төп җайланма...оптик элемтә, ультра югары тизлекле электро-оптик модулятор, LTOI'да тикшерелмәгән.
Бу тикшеренүдә тикшеренүчеләр беренче тапкыр LTOI электро-оптик модуляторын эшләделәр, аның структурасы 1 нче рәсемдә күрсәтелгән. Изолятордагы һәр литий танталат катламының структурасын һәм микродулкынлы электрод параметрларын проектлау аша, микродулкын һәм яктылык дулкынының таралу тизлеге туры китерелде.электро-оптик модулятортормышка ашырыла. Микродулкынлы электрод югалтуларын киметү ягыннан, бу эштә тикшеренүчеләр беренче тапкыр көмешне яхшырак үткәрүчәнлеккә ия электрод материалы буларак куллануны тәкъдим иттеләр, һәм көмеш электродның киң кулланыла торган алтын электрод белән чагыштырганда микродулкынлы югалтуларны 82% ка кадәр киметүе күрсәтелде.
1 нче РӘСЕМ. LTOI электро-оптик модулятор структурасы, фаза туры китерү дизайны, микродулкынлы электрод югалтуларын сынау.
2 нче рәсемдә LTOI электро-оптик модуляторының эксперименталь аппараты һәм нәтиҗәләре күрсәтелгән.интенсивлык модуляцияләнгәноптик элемтә системаларында турыдан-туры ачыклау (IMDD). Тәҗрибәләр күрсәткәнчә, LTOI электро-оптик модуляторы PAM8 сигналларын 176 ГБд сигнал тизлегендә тапшыра ала, үлчәнгән BER 25% SD-FEC бусагасыннан 3,8 × 10⁻² түбәнрәк. 200 ГБд PAM4 һәм 208 ГБд PAM2 өчен BER 15% SD-FEC һәм 7% HD-FEC бусагасыннан шактый түбәнрәк булган. 3 нче рәсемдәге күз һәм гистограмма тест нәтиҗәләре LTOI электро-оптик модуляторын югары тизлекле элемтә системаларында югары сызыклылык һәм түбән бит хатасы дәрәҗәсе белән кулланырга мөмкин икәнен визуаль рәвештә күрсәтә.
2 нче РӘСЕМ. LTOI электро-оптик модуляторын кулланып экспериментИнтенсивлык модуляцияләнгәнОптик элемтә системасында турыдан-туры ачыклау (IMDD) (а) эксперименталь җайланма; (б) PAM8 (кызыл), PAM4 (яшел) һәм PAM2 (зәңгәр) сигналларының үлчәнгән бит хатасы тизлеге (BER) билге тизлегенә бәйле; (в) 25% SD-FEC чигеннән түбән бит хатасы тизлеге кыйммәтләре белән үлчәүләр өчен алынган кулланылышлы мәгълүмат тизлеге (AIR, өзек сызык) һәм аңа бәйле челтәр мәгълүматы тизлеге (NDR, каты сызык); (г) PAM2, PAM4, PAM8 модуляциясе астында күз карталары һәм статистик гистограммалар.
Бу эш 110 ГГц 3 дБ полоса киңлегенә ия беренче югары тизлекле LTOI электро-оптик модуляторын күрсәтә. Интенсивлык модуляциясен турыдан-туры ачыклау IMDD тапшыру экспериментларында җайланма 405 Гбит/с бер ташучының челтәр мәгълүмат тизлегенә ирешә, бу LNOI һәм плазма модуляторлары кебек гамәлдәге электро-оптик платформаларның иң яхшы күрсәткечләренә тиң. Киләчәктә, тагын да катлаулыракIQ модуляторыконструкцияләр яки алдынгырак сигнал хаталарын төзәтү ысуллары, яисә кварц субстратлары кебек түбәнрәк микродулкынлы югалту субстратларын кулланып, литий танталат җайланмалары 2 Тбит/с яки аннан да югарырак элемтә тизлегенә ирешәчәк дип көтелә. LTOI'ның башка RF фильтр базарларында киң кулланылышы аркасында түбәнрәк ике яклы сыну һәм масштаб эффекты кебек үзенчәлекле өстенлекләре белән берлектә, литий танталат фотоникасы технологиясе киләсе буын югары тизлекле оптик элемтә челтәрләре һәм микродулкынлы фотоника системалары өчен арзан, аз энергияле һәм ультра югары тизлекле чишелешләр тәкъдим итәчәк.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 11 декабре