Boleng bo phahamengmochine oa motlakase oa motlakasele kopo ea microwave photon
Ka litlhokahalo tse ntseng li eketseha tsa litsamaiso tsa puisano, e le ho tsoela pele ho ntlafatsa bokhoni ba phetisetso ea mats'oao, batho ba tla kopanya li-photon le lielektrone ho fihlela melemo e tlatselletsang, 'me ho tla tsoaloa li-photonic tsa microwave. Electro-optical modulator ea hlokahala bakeng sa phetolo ea motlakase hore e bonesesisteme ea microwave photonic, 'me mohato ona oa bohlokoa hangata o etsa qeto ea ts'ebetso ea tsamaiso eohle. Ho tloha ha phetoho ea lets'oao la maqhubu a seea-le-moea hore e be sebaka sa optical ke ts'ebetso ea lets'oao la analog, 'me e tloaelehileli-modulators tsa electro-opticalho ba le nonlinearity ea tlhaho, ho na le tšitiso e tebileng ea lets'oao ts'ebetsong ea ho sokoloha. E le hore ho finyelloe mokhoa o lekantsoeng oa ho feto-fetoha ha mohala, sebaka sa ts'ebetso sa modulator hangata se behiloe sebakeng sa orthogonal bias, empa se ntse se sa khone ho fihlela litlhoko tsa sehokelo sa microwave photon bakeng sa linearity ea modulator. Li-modulator tsa electro-optic tse nang le linearity tse phahameng li hlokahala ka potlako.
The high-speed refractive index modulation ea thepa ea silicon hangata e finyelloa ke phello ea mahala ea carrier plasma dispersion (FCD). Ka bobeli phello ea FCD le PN junction modulation ha e na moeli, e leng se etsang hore modulator ea silicon e fokotsehe ho feta lithium niobate modulator. Lisebelisoa tsa lithium niobate li bonts'a hantle haholoelectro-optical modulationthepa ka lebaka la phello ea bona ea Pucker. Ka nako e ts'oanang, lisebelisoa tsa lithium niobate li na le melemo ea li-bandwidth tse kholo, litšoaneleho tse ntle tsa ho feto-fetoha ha maemo, tahlehelo e tlaase, ho kopanya habonolo le ho lumellana le mokhoa oa semiconductor, tšebeliso ea filimi e tšesaane ea lithium niobate ho etsa modulator e phahameng ea electro-optical, ha e bapisoa le silicon. hoo e ka bang ha ho "poleiti e khutšoanyane", empa hape le ho finyella linearity e phahameng. Thin film lithium niobate (LNOI) electro-optic module on insulator e se e le tataiso e tšepisang ea nts'etsopele. Ka nts'etsopele ea theknoloji e tšesaane ea ho lokisa thepa ea lithium niobate le theknoloji ea etching ea waveguide, katleho e phahameng ea phetoho le kopanyo e phahameng ea filimi e tšesaane ea lithium niobate electro-optic modulator e fetohile sebaka sa thuto ea machaba le indasteri.
Litšobotsi tsa filimi e tšesaane ea lithium niobate
United States, moralo oa DAP AR o entse tlhahlobo e latelang ea lisebelisoa tsa lithium niobate: haeba setsi sa phetoho ea elektronike se bitsoa ka thepa ea silicon e etsang hore e khonehe, joale sebaka sa tsoalo ea phetoho ea photonics e ka 'na ea bitsoa ka lithium niobate. . Sena ke hobane lithium niobate e kopanya phello ea electro-optical, acousto-optical effect, piezoelectric effect, thermoelectric effect le photorefractive effect ho e le 'ngoe, feela joaloka lisebelisoa tsa silicon tšimong ea optics.
Mabapi le litšoaneleho tsa phetisetso ea optical, thepa ea InP e na le tahlehelo e kholo ka ho fetisisa ea phetisetso ea on-chip ka lebaka la ho monya ha leseli sehlopheng se sebelisoang hangata sa 1550nm. SiO2 le silicon nitride li na le litšobotsi tse ntle ka ho fetisisa tsa phetisetso, 'me tahlehelo e ka fihla boemong ba ~ 0.01dB/cm; Hajoale, tahlehelo ea waveguide ea filimi e tšesaane ea lithium niobate waveguide e ka fihla boemong ba 0.03dB / cm, mme tahlehelo ea filimi e tšesaane ea lithium niobate waveguide e na le monyetla oa ho fokotsoa le ho feta ka ntlafatso e tsoelang pele ea boemo ba thekenoloji. bokamoso. Ka hona, filimi e tšesaane ea lithium niobate e tla bonts'a ts'ebetso e ntle bakeng sa meaho ea khanya e sa sebetseng joalo ka tsela ea photosynthetic, shunt le microring.
Mabapi le tlhahiso ea leseli, ke InP feela e nang le bokhoni ba ho hlahisa leseli ka kotloloho; Ka hona, bakeng sa ts'ebeliso ea li-photons tsa microwave, hoa hlokahala ho hlahisa mohloli oa leseli o thehiloeng ho InP ho LNOI based photonic integrated chip ka tsela ea ho khutlisa welding kapa kholo ea epitaxial. Mabapi le ho feto-fetoha ha leseli, ho hatisitsoe ka holimo hore filimi e tšesaane ea lithium niobate e bonolo ho fihlella bandwidth e kholo ea modulation, voltage e tlase ea halofo ea maqhubu le tahlehelo e tlase ea phetisetso ho feta InP le Si. Ho feta moo, moeli o phahameng oa electro-optical modulation ea lisebelisoa tse tšesaane tsa lithium niobate ke tsa bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tsohle tsa microwave photon.
Mabapi le tsela ea optical routing, lebelo le phahameng la electro-optical karabelo ea filimi e tšesaane ea lithium niobate e etsa hore LNOI e thehiloeng ho optical switch e khone ho fetoha ka lebelo le phahameng la optical routing, 'me tšebeliso ea matla ea phetoho e joalo e phahameng haholo e boetse e tlaase haholo. Bakeng sa ts'ebeliso e tloaelehileng ea theknoloji e kopaneng ea microwave photon, chip ea beamforming e laoloang ka mokhoa o hlakileng e na le bokhoni ba ho switjha ka lebelo le phahameng ho fihlela litlhoko tsa ho hlahloba ka potlako, 'me litšoaneleho tsa tšebeliso ea matla a tlase haholo li ikamahanya hantle le litlhoko tse tiileng tsa lisebelisoa tse kholo. - Sistimi ea maemo a holimo e lekantsoeng. Leha sesebelisoa sa InP se thehiloeng ho optical se ka boela sa hlokomela ho fetoha ha tsela e lebelo le holimo, se tla hlahisa lerata le leholo, haholo ha sesebelisoa sa multilevel optical se thella, coefficient ea lerata e tla senyeha haholo. Lisebelisoa tsa Silicon, SiO2 le silicon nitride li ka fetola litsela tsa optical feela ka phello ea thermo-optical kapa carrier dispersion effect, e nang le mathata a ho sebelisa matla a phahameng le lebelo la ho fetoha butle. Ha boholo ba sehlopha sa marang-rang a mekhahlelo e le boholo, bo ke ke ba finyella litlhoko tsa tšebeliso ea matla.
Mabapi le amplification ea optical, thesemiconductor optical amplifier (SOA) e thehiloeng ho InP e se e hōlile bakeng sa tšebeliso ea khoebo, empa e na le bofokoli ba coefficient ea lerata le phahameng le matla a fokolang a saturation, a sa lokelang ho sebelisoa ha microwave photon. The parametric amplification process of thin-filimi lithium niobate waveguide e thehiloeng ho ts'ebetso ea nako le nako le inversion e ka finyella lerata le tlaase le matla a phahameng a ho phahamisa matla a holimo, a ka finyellang litlhoko tsa theknoloji e kopantsoeng ea microwave photon bakeng sa on-chip optical amplification.
Mabapi le ho lemoha leseli, filimi e tšesaane ea lithium niobate e na le litšobotsi tse ntle tsa phetisetso ho khanya ho 1550 nm band. Mosebetsi oa phetoho ea photoelectric o ke ke oa phethahala, kahoo bakeng sa lisebelisoa tsa microwave photon, e le ho finyella litlhoko tsa phetoho ea photoelectric ho chip. InGaAs kapa likarolo tsa tlhahlobo ea Ge-Si li hloka ho hlahisoa ho LNOI based photonic integrated chips ka ho kenya tjheseletsa morao kapa kholo ea epitaxial. Mabapi le ho kopanya le fiber ea optical, hobane fiber ea optical ka boeona ke lisebelisoa tsa SiO2, sebaka sa mode sa SiO2 waveguide se na le tekanyo e phahameng ka ho fetisisa e lumellanang le mokhoa oa mokhoa oa optical fiber, 'me ho kopanya ke eona e loketseng ka ho fetisisa. Bophahamo ba sebaka sa "waveguide" se thibetsoeng ka thata sa filimi e tšesaane ea lithium niobate e ka ba 1μm, e fapaneng haholo le sebaka sa fiber optical, ka hona, phetoho e nepahetseng ea letheba e tlameha ho etsoa ho tsamaisana le sebaka sa optical fiber.
Mabapi le ho kopanya, hore na lisebelisoa tse fapa-fapaneng li na le bokhoni bo phahameng ba ho kopanya li itšetlehile haholo ka radius e kobehang ea waveguide (e anngoeng ke moeli oa tšimo ea mokhoa oa waveguide). Leqhubu le thibetsoeng ka matla le lumella sebaka se senyenyane sa ho kobeha, se loketseng haholoanyane ho phethahatsa ho kopanya ho holimo. Ka hona, li-waveguides tsa lithium niobate tsa lifilimi tse tšesaane li na le monyetla oa ho fihlela kopanyo e phahameng. Ka hona, ponahalo ea filimi e tšesaane ea lithium niobate e etsa hore ho khonehe hore thepa ea lithium niobate e hlile e bapala karolo ea "silicon" ea optical. Bakeng sa ts'ebeliso ea li-photon tsa microwave, melemo ea filimi e tšesaane ea lithium niobate e hlakile haholoanyane.
Nako ea poso: Apr-23-2024