Materyalê lîtyûm tantalat (LTOI) yê fîlma zirav wekî hêzek nû ya girîng di warê optîka entegre de derdikeve holê. Îsal, çend xebatên asta bilind li ser modulatorên LTOI hatine weşandin, bi waferên LTOI yên bi kalîte bilind ku ji hêla Profesor Xin Ou ve ji Enstîtuya Mîkrosîstem û Teknolojiya Agahdariyê ya Şanghayê hatine peyda kirin, û pêvajoyên gravkirina rêberên pêlan ên bi kalîte bilind ku ji hêla koma Profesor Kippenberg li EPFL, Swîsreyê ve hatine pêşve xistin. Hewldanên wan ên hevkariyê encamên balkêş nîşan dane. Wekî din, tîmên lêkolînê ji Zanîngeha Zhejiang bi serokatiya Profesor Liu Liu û Zanîngeha Harvard bi serokatiya Profesor Loncar jî li ser modulatorên LTOI yên bilez û aramiya bilind rapor dane.
Wekî xizmekî nêzîk ê lîtyûm nîobata fîlma zirav (LNOI), LTOI taybetmendiyên modûlasyona leza bilind û windabûna kêm ên lîtyûm nîobata diparêze û di heman demê de avantajên wekî lêçûna kêm, du-şikestina kêm, û bandorên fotorefraksiyonê yên kêmkirî jî pêşkêş dike. Berawirdkirinek taybetmendiyên sereke yên her du materyalan li jêr tê pêşkêş kirin.
◆ Hevşibiyên di navbera Lîtyûm Tantalat (LTOI) û Lîtyûm Nîobat (LNOI) de
①Îndeksa Şkestinê:2.12 li hember 2.21
Ev tê vê wateyê ku pîvanên rêberê pêlê yê yek-modî, nîv-radyûya xwarbûnê, û mezinahiyên cîhazên pasîf ên hevpar li ser bingeha her du materyalan pir dişibin hev, û performansa wan a girêdana fîberê jî berawirdî ye. Bi gravkirina rêberê pêlê ya baş, her du materyal dikarin windabûna danînê ya<0.1 dB/cm. EPFL windabûna rêberê pêlê ya 5.6 dB/m radigihîne.
②Koefîsyona Elektro-optîk:30.5 pm/V li hember 30.9 pm/V
Karîgeriya modulasyonê ji bo her du materyalan jî berawirdî ye, modulasyon li ser bingeha bandora Pockels e, ku rê dide bandfirehiya bilind. Niha, modulatorên LTOI dikarin performansa 400G li ser her rêyê bi dest bixin, bi bandfirehiyek ku ji 110 GHz derbas dibe.
③Bandgap:3.93 eV li hember 3.78 eV
Herdu materyal jî pencereyeke fireh û zelal hene, ku piştgirî dide sepanên ji dirêjahiya pêlên dîtbarî heta înfrared, bêyî ku di bendên ragihandinê de vegirtin çêbibe.
④Koefîsyona Ne-Xêzikî ya Asta Duyemîn (d33):21 pm/V li hember 27 pm/V
Ger ji bo sepanên ne-xêzik ên wekî çêkirina harmonîka duyemîn (SHG), çêkirina frekansa cudahiyê (DFG), an çêkirina frekansa berhevkirî (SFG) were bikar anîn, divê karîgeriya veguherînê ya her du materyalan pir dişibin hev.
◆ Avantaja Mesrefê ya LTOI li gorî LNOI
①Mesrefa Amadekirina Waferê ya Kêmtir
LNOI ji bo veqetandina tebeqeyan pêdivî bi çandina îyonên He heye, ku karîgeriya îyonîzasyonê kêm e. Berevajî vê, LTOI ji bo veqetandinê çandina îyonên H bikar tîne, mîna SOI, bi karîgeriya veqetandinê ku ji LNOI zêdetirî 10 caran bilindtir e. Ev dibe sedema cûdahiyek girîng a bihayê ji bo waferên 6 înç: 300 dolar li hember 2000 dolar, kêmkirina lêçûnê 85%.
②Ew ji niha ve di bazara elektronîkên xerîdar de ji bo fîlterên akustîk bi berfirehî tê bikar anîn.(Salane 750,000 yekîne, ji hêla Samsung, Apple, Sony, û hwd. ve têne bikar anîn).
◆ Avantajên Performansê yên LTOI li hember LNOI
①Kêmtir kêmasiyên materyalê, bandora fotorefraksiyonê ya qelstir, aramiya zêdetir
Di destpêkê de, modulatorên LNOI gelek caran drifta xala bias nîşan didan, bi giranî ji ber kombûna bargiraniyê ku ji ber kêmasiyên li ser navrûya rêberê pêlan çêdibe. Ger neyên dermankirin, dibe ku ev cîhaz heta rojekê bidome da ku stabîl bibin. Lêbelê, rêbazên cûrbecûr ji bo çareserkirina vê pirsgirêkê hatin pêşxistin, wekî karanîna pêçandina oksîda metal, polarîzasyona substratê, û germkirin, ku ev pirsgirêk niha bi piranî birêvebirî dike.
Berevajî vê, LTOI kêmasiyên materyalê kêmtir in, ku dibe sedema kêmbûna diyardeyên driftê bi girîngî. Tewra bêyî pêvajoyek zêde jî, xala wê ya xebitandinê nisbeten sabît dimîne. Encamên wekhev ji hêla EPFL, Harvard, û Zanîngeha Zhejiang ve hatine ragihandin. Lêbelê, berawirdkirin pir caran modulatorên LNOI yên bê derman bikar tîne, ku dibe ku bi tevahî adil nebe; bi pêvajoyê re, performansa her du materyalan muhtemelen dişibihe hev. Cûdahiya sereke di LTOI de ye ku gavên pêvajoyek zêde yên kêmtir hewce dike.
②Durefrancenceya Jêrîn: 0.004 li hember 0.07
Durefrancansa bilind a lîtyûm nîobatê (LNOI) carinan dikare dijwar be, nemaze ji ber ku xwarbûna rêberê pêlê dikare bibe sedema hevgirtina modê û hîbrîdasyona modê. Di LNOI ya zirav de, xwarbûnek di rêberê pêlê de dikare ronahiya TE bi qismî veguherîne ronahiya TM, ku çêkirina hin cîhazên pasîf, wekî fîlteran, tevlihev dike.
Bi LTOI re, du-şikestina kêmtir vê pirsgirêkê ji holê radike, ku potansiyel hêsantir dike ku amûrên pasîf ên performansa bilind pêşve bibin. EPFL jî encamên girîng ragihandiye, bi karanîna du-şikestina kêm a LTOI û nebûna derbasbûna modê da ku çêkirina şaneya frekansa elektro-optîkî ya spektruma ultra-fireh bi kontrola belavbûna daîre li seranserê rêzek spektral a fireh bi dest bixe. Ev bû sedema bandfirehiya şaneya 450 nm ya balkêş bi zêdetirî 2000 xetên şaneyê, çend caran mezintir ji ya ku bi lîtyûm nîobat dikare were bidestxistin. Li gorî şaneyên frekansa optîkî ya Kerr, şaneyên elektro-optîkî avantaja bê-eş û aramtir pêşkêş dikin, her çend ew hewceyê têketinek mîkropêlê ya bi hêzek bilind in.
③Asta Zirara Optîkî ya Bilindtir
Asta zirara optîkî ya LTOI du qat ji ya LNOI ye, ku di sepanên ne-xêzik de (û dibe ku sepanên pêşerojê yên Coherent Perfect Absorption (CPO)) avantajek pêşkêş dike. Asta hêza modulên optîkî yên heyî ne mimkûn e ku zirarê bidin lîtyûm nîobatê.
④Bandora Raman a Kêm
Ev yek ji bo sepanên ne-xêzik jî derbas dibe. Lîtyûm nîobat bandorek Raman a bihêz heye, ku di sepanên şaneyên frekansa optîkî yên Kerr de dikare bibe sedema çêbûna ronahiya Raman a nexwestî û pêşbaziya qezenckirinê, rê li ber şaneyên frekansa optîkî yên lîtyûm nîobat a qutkirina x digire ku bigihîjin rewşa solîtonê. Bi LTOI re, bandora Raman dikare bi sêwirana oryantasyona krîstal were tepeserkirin, ku dihêle LTOI ya qutkirina x çêkirina şaneyên frekansa optîkî ya solîtonê bi dest bixe. Ev yek entegrasyona monolîtîk a şaneyên frekansa optîkî ya solîtonê bi modulatorên bilez re gengaz dike, karekî ku bi LNOI nayê bidestxistin.
◆ Çima Berê Behsa Lîtyûm Tantalata Fîlma Tenik (LTOI) Nehat Kirin?
Lîtyûm tantalat xwedî germahiyek Curie ji lîtyûm nîobatê nizmtir e (610°C li hember 1157°C). Berî pêşxistina teknolojiya heteroentegrasyonê (XOI), modulatorên lîtyûm nîobat bi karanîna belavbûna tîtanyûmê dihatin çêkirin, ku hewceyê germkirinê li ser 1000°C-ê zêdetir dike, ku LTOI ne guncaw dike. Lêbelê, bi veguherîna îroyîn ber bi karanîna substratên îzoleker û gravkirina rêberê pêlan ji bo avakirina modulatorê, germahiyek Curie ya 610°C ji bestir e.
◆ Gelo dê Tantalata Lîtyûmê ya Fîlma Tenik (LTOI) şûna Nîyobata Lîtyûmê ya Fîlma Tenik (TFLN) bigire?
Li gorî lêkolînên heyî, LTOI di performansa pasîf, aramiyê û lêçûna hilberîna di asta mezin de, bêyî kêmasiyên berbiçav, avantajên pêşkêş dike. Lêbelê, LTOI di performansa modulasyonê de ji lîtyûm nîobatê derbas nabe, û pirsgirêkên aramiyê yên bi LNOI re çareseriyên naskirî hene. Ji bo modulên DR yên ragihandinê, daxwazek hindik ji bo pêkhateyên pasîf heye (û heke hewce be nîtrîda silîkonê dikare were bikar anîn). Wekî din, veberhênanên nû hewce ne ku pêvajoyên gravkirina asta waferê, teknîkên heteroentegrasyonê, û ceribandina pêbaweriyê ji nû ve saz bikin (zehmetiya gravkirina lîtyûm nîobatê ne rêberê pêlê bû lê bidestxistina gravkirina asta waferê ya berhemdariya bilind bû). Ji ber vê yekê, ji bo pêşbaziyê bi pozîsyona damezrandî ya lîtyûm nîobatê re, dibe ku LTOI hewce bike ku avantajên din eşkere bike. Lêbelê, ji hêla akademîk ve, LTOI potansiyela lêkolînê ya girîng ji bo pergalên li ser çîpê yên yekbûyî pêşkêş dike, wekî şaneyên elektro-optîk ên ku dirêjahiya oktavê vedihewînin, PPLT, cîhazên dabeşkirina dirêjahiya pêlê ya solîton û AWG, û modulatorên rêzê.
Dema weşandinê: Mijdar-08-2024