Héich LinearitéitElektro-optesch Modulatora Mikrowellen Photon Applikatioun
Mat de verstäerkten Ufuerderunge vu Kommunikatiounssystemer, fir d'Transmissiounseffizienz vun de Signaler weider ze verbesseren, wäerte d'Leit Photonen an Elektronen fusionéieren fir komplementär Virdeeler z'erreechen, a Mikrowelle-Photonik gëtt gebuer.Den elektrooptesche Modulator ass gebraucht fir d'Konvertéierung vun Elektrizitéit a Liicht anMikrowellen photonesch Systemer, an dëse Schlëssel Schrëtt bestëmmt normalerweis d'Leeschtung vum ganze System.Zënter der Konversioun vum Radiofrequenzsignal an opteschen Domain ass en analoge Signalprozess, an normalelektro-optesch Modulatorenhunn inherent Nonlinearitéit, et gëtt sérieux Signalverzerrung am Konversiounsprozess.Fir ongeféier linear Modulatioun z'erreechen, ass de Betribspunkt vum Modulator normalerweis um orthogonale Biaspunkt fixéiert, awer et kann nach ëmmer net den Ufuerderunge vum Mikrowelle-Photonlink fir d'Linearitéit vum Modulator erfëllen.Elektro-optesch Modulatore mat héijer Linearitéit sinn dréngend gebraucht.
Déi Héichgeschwindeg Brechungsindexmodulatioun vu Siliziummaterialien gëtt normalerweis duerch de fräie Carrier Plasma Dispersion (FCD) Effekt erreecht.Souwuel den FCD Effekt wéi och d'PN Kräizung Modulatioun sinn net-linear, wat de Siliziummodulator manner linear mécht wéi de Lithium-Niobat-Modulator.Lithiumniobatmaterialien weisen exzellentelektro-optesch ModulatiounEegeschafte wéinst hirem Pucker Effekt.Zur selwechter Zäit huet Lithiumniobatmaterial d'Virdeeler vu grousser Bandbreedung, gudder Modulatiounseigenschaften, nidderegen Verloscht, einfacher Integratioun a Kompatibilitéit mam Halbleiterprozess, d'Benotzung vun dënnem Film Lithiumniobat fir héich performant elektrooptesch Modulator ze maachen, am Verglach mam Silizium bal keng "Kuerzplack", awer och fir héich Linearitéit z'erreechen.Dënn Film Lithium Niobate (LNOI) elektro-opteschen Modulator op Isolator ass eng villverspriechend Entwécklungsrichtung ginn.Mat der Entwécklung vun dënnem Film Lithium Niobate Material Virbereedung Technologie an Waveguide Ätzen Technologie, ass déi héich Konversioun Effizienz a méi héich Integratioun vun dënn Film Lithium Niobate elektro-optesch modulator d'Feld vun international Akademie an Industrie ginn.
Charakteristike vun dënnem Film Lithiumniobat
An den USA huet DAP AR Planung déi folgend Evaluatioun vu Lithiumniobatmaterialien gemaach: wann den Zentrum vun der elektronescher Revolutioun nom Siliziummaterial benannt gëtt, dat et méiglech mécht, da gëtt d'Gebuertsplaz vun der Photonik-Revolutioun wahrscheinlech nom Lithium-Niobat benannt .Dëst ass well de Lithiumniobat den elektroopteschen Effekt, den akustoopteschen Effekt, de piezoelektreschen Effekt, den thermoelektreschen Effekt an den Photorefraktiven Effekt an engem integréiert, sou wéi Siliziummaterialien am Beräich vun der Optik.
Wat d'optesch Iwwerdroungseigenschaften ugeet, huet InP Material de gréissten On-Chip Iwwerdroungsverloscht wéinst der Absorptioun vum Liicht an der allgemeng benotzter 1550nm Band.SiO2 a Siliziumnitrid hunn déi bescht Iwwerdroungseigenschaften, an de Verloscht kann den Niveau vun ~ 0.01dB / cm erreechen;Am Moment, kann de Waveguide Verloscht vun dënn-Film Lithium Niobate waveguide den Niveau vun 0.03dB / cm erreechen, an de Verloscht vun dënn-Film Lithium niobate waveguide huet d'Potenzial weider reduzéiert ginn mat der kontinuéierlech Verbesserung vun der technologesch Niveau an der Zukunft.Dofir, wäert d'dënn Film Lithium niobate Material gutt Leeschtung fir passiv Liichtjoer Strukturen wéi photosynthetic Wee weisen, shunt an microring.
Wat d'Liicht Generatioun ugeet, huet nëmmen InP d'Fäegkeet fir direkt Liicht ze emittéieren;Dofir, fir d'Applikatioun vu Mikrowellenfotonen, ass et néideg d'InP-baséiert Liichtquell op dem LNOI-baséierten photoneschen integréierten Chip anzeféieren duerch d'Récklaadschweißen oder Epitaxialwachstum.Wat d'Liichtmodulatioun ugeet, gouf et uewe betount datt dënn Film Lithiumniobatmaterial méi einfach ass fir méi grouss Modulatiounsbandbreedung, méi niddereg Hallefwellspannung a méi nidderegen Iwwerdroungsverloscht wéi InP a Si z'erreechen.Ausserdeem ass déi héich Linearitéit vun der elektro-optescher Modulatioun vun dënnem Film Lithium Niobate Materialien wesentlech fir all Mikrowellen Photon Uwendungen.
Wat d'optesch Routing ugeet, mécht d'High-Speed-elektrooptesch Äntwert vum dënnen Film Lithium-Niobatmaterial den LNOI-baséierten opteschen Schalter fäeg fir High-Speed-optesch Routing-Schalter ze wiesselen, an de Stroumverbrauch vun esou High-Speed-Schalter ass och ganz niddereg.Fir déi typesch Uwendung vun integréierter Mikrowelle Photon Technologie, huet den optesch kontrolléierten Strahlforming Chip d'Fäegkeet fir Héichgeschwindegkeet ze wiesselen fir d'Bedierfnesser vum schnelle Strahl Scannen z'erreechen, an d'Charakteristiken vum ultra-nidderegen Energieverbrauch si gutt un déi strikt Ufuerderunge vu groussem ugepasst. -Skala Phased Array System.Och wann den InP-baséierten opteschen Schalter och High-Speed-opteschen Wee-Schalter realiséiere kann, wäert et e grousse Kaméidi aféieren, besonnesch wann de Multilevel opteschen Schalter kaskadéiert ass, gëtt de Geräischerkoeffizient eescht verschlechtert.Silicon, SiO2 a Siliziumnitridmaterial kënnen nëmmen optesch Weeër duerch den thermo-opteschen Effekt oder den Trägerdispersiounseffekt wiesselen, wat d'Nodeeler vum héije Stroumverbrauch a luesen Schaltgeschwindegkeet huet.Wann d'Arraygréisst vun der Phaséierter Array grouss ass, kann et den Ufuerderunge vum Stroumverbrauch net erfëllen.
Am Sënn vun opteschen Verstäerkung, dersemiconductor opteschen amplifier (SOA) baséiert op InP ass reift fir kommerziell Notzung, awer et huet d'Nodeeler vun héije Kaméidi Koeffizient a gerénger Sättigungsausgangskraaft, wat net fir d'Applikatioun vu Mikrowelle-Photonen förderlech ass.De parametresche Verstäerkungsprozess vun dënnem Film Lithium Niobate Welleguide baséiert op periodesch Aktivatioun an Inversioun kann niddereg Kaméidi an héich Kraaft On-Chip optesch Verstäerkung erreechen, déi gutt den Ufuerderunge vun der integréierter Mikrowelle Photon Technologie fir On-Chip optesch Verstäerkung erfëllen kann.
Wat d'Liichterkennung ugeet, huet den dënnen Film Lithiumniobat gutt Iwwerdroungseigenschaften zum Liicht an 1550 nm Band.D'Funktioun vun der photoelektrescher Konversioun kann net realiséiert ginn, also fir Mikrowellen Photon Uwendungen, fir d'Bedierfnesser vun der photoelektrescher Konversioun um Chip z'erreechen.InGaAs oder Ge-Si Detektiounsunitéiten mussen op LNOI-baséiert photonesch integréiert Chips agefouert ginn andeems d'Schweißen oder Epitaxial Wuesstem zréckgeluede ginn.Wat d'Kupplung mat der optescher Faser ugeet, well d'optesch Faser selwer SiO2 Material ass, huet de Modusfeld vum SiO2 Welleguide den héchste passende Grad mat dem Modusfeld vun der optescher Faser, an d'Kupplung ass déi bequemst.De Modusfeld Duerchmiesser vun der staark limitéierter Welleguide vun dënnem Film Lithiumniobat ass ongeféier 1μm, wat ganz anescht ass wéi de Modusfeld vun der optescher Faser, sou datt d'korrekt Modusfleckentransformatioun muss duerchgefouert ginn fir de Modusfeld vun der optescher Faser ze passen.
Wat d'Integratioun ugeet, ob verschidde Materialien en héije Integratiounspotenzial hunn, hänkt haaptsächlech vum Béieradius vum Welleguide of (betraff vun der Begrenzung vum Welleguidemodusfeld).De staark ageschränkte Welleguide erlaabt e méi klenge Béieradius, wat méi hëllefräich ass fir d'Realiséierung vun enger héijer Integratioun.Dofir hunn dënnfilm Lithium-Niobat-Wellenleiter de Potenzial fir eng héich Integratioun z'erreechen.Dofir mécht d'Erscheinung vum dënnen Film Lithiumniobat et méiglech fir Lithiumniobatmaterial wierklech d'Roll vum opteschen "Silicium" ze spillen.Fir d'Applikatioun vu Mikrowellenfotonen sinn d'Virdeeler vum dënnen Film Lithium Niobat méi offensichtlech.
Post Zäit: Apr-23-2024