فيلم رفيع رفيع متكامل ليثيوم نيوبت النيوي الكهربائي

خطية عاليةالمغير الكهربائيوتطبيق فوتون الميكروويف
مع المتطلبات المتزايدة لأنظمة الاتصالات ، من أجل زيادة تحسين كفاءة انتقال الإشارات ، سيقوم الأشخاص بدمج الفوتونات والإلكترونات لتحقيق مزايا تكميلية ، وسيولد الضوئية للميكروويف. هناك حاجة إلى المغير الكهربائي الضوئي لتحويل الكهرباء إلى الإضاءة فيأنظمة الميكروويف الضوئية، وهذه الخطوة الرئيسية عادة ما تحدد أداء النظام بأكمله. نظرًا لأن تحويل إشارة تردد الراديو إلى المجال البصري هو عملية إشارة تمثيلية ، وعاديةالمعدلات الكهربائية الضوئيةلديك عدم خطية متأصلة ، هناك تشويه إشارة خطير في عملية التحويل. من أجل تحقيق تعديل خطي تقريبي ، يتم عادةً إصلاح نقطة تشغيل المغير عند نقطة التحيز المتعامدة ، لكنها لا تزال لا تستطيع تلبية متطلبات رابط فوتون الميكروويف لخطية المغير. هناك حاجة ماسة إلى المعدلات الكهربائية البصرية ذات الخطية العالية.

عادة ما يتم تحقيق تعديل فهرس الانكسار عالي السرعة لمواد السيليكون من خلال تأثير تشتت البلازما الحرة (FCD). كل من تأثير FCD وتعديل تقاطع PN غير خطي ، مما يجعل مغير السيليكون أقل خطيًا من Modulator Niobate الليثيوم. مواد نيوبيت الليثيوم معرض ممتازةالتعديل الكهربائي الضوئيالخصائص بسبب تأثيرها على pucker. في الوقت نفسه ، تتمتع مادة الليثيوم بالنيوبات بمزايا النطاق الترددي الكبير ، وخصائص التعديل الجيدة ، والخسارة المنخفضة ، والتكامل السهل والتوافق مع عملية أشباه الموصلات ، واستخدام نيوبت ليثيوم رفيع لتحقيق خطوط عالية أيضًا. أصبح المغير الكهربائي للبصرية للفيلم الليثيوم (LNOI) على عازل اتجاهًا واعداً للتطوير. من خلال تطوير تكنولوجيا تحضير مواد نيوبت الليثيوم الرفيعة للفيلم ، أصبحت تقنية حفر الدليل الموجي ، وكفاءة التحويل العالية والتكامل العالي للفيلم الليثيوم الليثيوم النيوباتي النيويوتوسيتيك ، مجال الأوساط الأكاديمية والصناعة الدولية.

خصائص نيثيوم نيثيوم نيثيوم
في الولايات المتحدة ، قام بتخطيط DAP AR بالتقييم التالي لمواد الليثيوم نيوبت: إذا تم تسمية مركز الثورة الإلكترونية على اسم مادة السيليكون التي تجعلها ممكنة ، فمن المحتمل أن يتم تسمية مسقط رأس ثورة الضوئية على بعد ليثيوم نيوبت. وذلك لأن نيوبت الليثيوم يدمج التأثير الكهروم البصري ، والتأثير الصوتي البصري ، والتأثير الكهروضوئي ، والتأثير الحراري ، وتأثير الفتح الضوئي في واحد ، تمامًا مثل مواد السيليكون في مجال البصريات.

فيما يتعلق بخصائص انتقال البصرية ، تحتوي مادة INP على أكبر فقدان نقل على الرقاقة بسبب امتصاص الضوء في نطاق 1550nm شائع الاستخدام. يتمتع SiO2 و Nitride بالسيليكون أفضل خصائص الإرسال ، ويمكن أن تصل الخسارة إلى مستوى ~ 0.01db/cm ؛ في الوقت الحاضر ، يمكن أن يصل فقدان دليل الموجة من دليل الموجة الليثيوم النيووبات الرقيقة إلى مستوى 0.03dB/سم ، وفقدان الدليل الموجي النيوبيت الليثيوم الرقيق للفيلم لديه القدرة على زيادة الحد مع التحسين المستمر للمستوى التكنولوجي في المستقبل. لذلك ، ستظهر مادة نيثيوم نيوبيت الرقيقة أداءً جيدًا لهياكل الضوء السلبي مثل مسار التمثيل الضوئي والتحويل والميكروي.

من حيث توليد الضوء ، فقط INP لديه القدرة على انبعاث الضوء مباشرة ؛ لذلك ، لتطبيق فوتونات الميكروويف ، من الضروري تقديم مصدر الضوء المستند إلى INP على الرقاقة المدمجة الضوئية القائمة على LNOI عن طريق اللحام الخلفي أو النمو الفوقي. من حيث تعديل الضوء ، تم التأكيد على أن مادة نيوبت الليثيوم الرفيعة للفيلم أسهل في تحقيق عرض نطاق تعديل أكبر ، وجهد نصف الموجة السفلي وفقدان انتقال أقل من INP و SI. علاوة على ذلك ، فإن الخطية العالية للتشكيل الكهروم البصري لمواد نيوبت الليثيوم الرقيقة ضرورية لجميع تطبيقات فوتون الميكروويف.

من حيث التوجيه البصري ، فإن الاستجابة العالية للسرعة الكهروم البصرية لمواد نيوبت الليثيوم الرقيقة تجعل المفتاح البصري القائم على LNOI قادرًا على تبديل التوجيه البصري عالي السرعة ، كما أن استهلاك الطاقة من هذا التبديل عالي السرعة منخفض للغاية. للتطبيق النموذجي لتكنولوجيا الفوتون المتكاملة للميكروويف ، تتمتع شريحة شكل الشعاع التي يتم التحكم بها بصريًا قدرة التبديل عالي السرعة على تلبية احتياجات المسح السريع في الحزمة ، وتتكيف خصائص استهلاك الطاقة منخفضة للغاية مع المتطلبات الصارمة لنظام الصفيف على نطاق واسع على نطاق واسع. على الرغم من أن المفتاح البصري المستند إلى INP يمكن أن يدرك أيضًا تبديل المسار البصري عالي السرعة ، إلا أنه سيؤدي إلى ضوضاء كبيرة ، خاصةً عندما يكون المفتاح البصري متعدد المستويات متتالية ، سيتم تدهور معامل الضوضاء بشكل خطير. يمكن لمواد السيليكون و SiO2 ونيتريد السيليكون فقط تبديل المسارات البصرية من خلال التأثير الحراري البصري أو تأثير تشتت الناقل ، والذي له عيوب في استهلاك الطاقة العالية وسرعة التبديل البطيئة. عندما يكون حجم صفيف الصفيف المرحيل كبيرًا ، لا يمكنه تلبية متطلبات استهلاك الطاقة.

من حيث التضخيم البصري ،مكبر للصوت شبه الموصل (الخدمية) استنادًا إلى INP ، كان ناضجًا للاستخدام التجاري ، ولكنه يتمتع بعيوب معامل الضوضاء العالي وقوة إخراج التشبع المنخفض ، والتي لا تؤدي إلى تطبيق فوتونات الميكروويف. يمكن أن تحقق عملية التضخيم البارامترية الدليل الموجي للنيثيوم النيويوم على أساس التنشيط الدوري والانعكاس ضوضاء منخفضة وتضخيم بصري على الرقاقة ، والتي يمكن أن تلبي متطلبات تقنية الفوتون المدمجة للميكروويف للتضخيم البصري على الرقاقة.

من حيث الكشف عن الضوء ، يتمتع نيوبت الليثيوم الرفيع بالفيلم بخصائص نقل جيدة للضوء في نطاق 1550 نانومتر. لا يمكن تحقيق وظيفة التحويل الكهروضوئي ، لذلك بالنسبة لتطبيقات فوتون الميكروويف ، من أجل تلبية احتياجات التحويل الكهروضوئي على الشريحة. يجب تقديم وحدات الكشف عن Ingaas أو GE-SI على رقائق LNOI المتكاملة القائمة على LNOI عن طريق اللحام الخلفي أو النمو الفوقي. فيما يتعلق بالاقتران بالألياف الضوئية ، لأن الألياف البصرية نفسها هي مادة SiO2 ، فإن حقل وضع الموجة SiO2 لديه أعلى درجة مطابقة مع حقل وضع الألياف البصرية ، والاقتران هو الأكثر ملاءمة. يبلغ قطر حقل الوضع للمدليل ​​الموجي المقيد بقوة للفيلم الليثيوم النيوبيت حوالي 1μm ، وهو ما يختلف تمامًا عن حقل وضع الألياف الضوئية ، لذلك يجب إجراء تحويل بقعة الوضع المناسب لتتناسب مع حقل الوضع للألياف الضوئية.

فيما يتعلق بالتكامل ، فإن ما إذا كانت المواد المختلفة لها إمكانية تكامل عالية تعتمد بشكل أساسي على دائرة نصف قطرها الثني من الدليل الموجي (المتأثر بحد حقل وضع الدليل الموجي). يتيح الدليل الموجي المقيد بقوة نصف قطر الانحناء الأصغر ، وهو أكثر ملاءمة لتحقيق التكامل العالي. لذلك ، فإن أدلة الموجات الليثيوم الليثيوم الرقيقة للفيلم لديها القدرة على تحقيق التكامل العالي. لذلك ، فإن ظهور فيلم ليثيوم نيوبت الرقيق يجعل من الممكن لمادة الليثيوم نيوبت أن تلعب حقًا دور "السيليكون" البصري. لتطبيق فوتونات الميكروويف ، فإن مزايا نيثيوم نيثيوم رقيقة أكثر وضوحًا.