העכער אינטעגרירטע דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע עלעקטראָ-אָפּטיש מאָדולאַטאָר

הויכע לינעאַריטעטעלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָראון מייקראַווייוו פאָטאָן אַפּלאַקיישאַן
מיט די וואקסנדיקע באדערפענישן פון קאָמוניקאַציע סיסטעמען, כּדי ווייטער צו פֿאַרבעסערן די טראַנסמיסיע עפעקטיווקייט פון סיגנאַלן, וועלן מענטשן פֿאַרשמעלצן פאָטאָנען און עלעקטראָנען צו דערגרייכן קאָמפּלעמענטאַרע מעלות, און מייקראַווייוו פאָטאָניק וועט געבוירן ווערן. דער עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר איז נויטיק פֿאַר דער קאָנווערסיע פון ​​עלעקטריע צו ליכט איןמייקראַווייוו פאָטאָניק סיסטעמען, און דעם שליסל שריט באשטימט געווענליך די פאָרשטעלונג פון דער גאנצער סיסטעם. זינט די קאַנווערזשאַן פון ראַדיאָ אָפטקייַט סיגנאַל צו אָפּטיש דאָומיין איז אַן אַנאַלאָג סיגנאַל פּראָצעס, און געוויינטלעךעלעקטראָ-אָפּטישע מאָדולאַטאָרןהאבן אן איינגעבוירענע נישט-לינעאריטעט, איז דא א ערנסטע סיגנאל פארדרייאונג אין דעם קאנווערזיע פראצעס. כדי צו דערגרייכן אן אומגעפערע לינעארע מאדולאציע, איז דער אפעראציע פונקט פונעם מאדולאטאר געווענליך פיקסירט ביים ארטאגאנאלן בייאס פונקט, אבער עס קען נאך אלץ נישט מקיים זיין די באדערפענישן פון א מייקראכוועיוו פאטאן לינק פאר דער לינעאריטעט פונעם מאדולאטאר. עלעקטרא-אפטישע מאדולאטארן מיט הויכער לינעאריטעט זענען דרינגענד נויטיג.

די הויך-גיך רעפראַקטיוו אינדעקס מאָדולאַציע פון ​​סיליקאָן מאַטעריאַלן ווערט געוויינטלעך דערגרייכט דורך דעם פריי טרעגער פּלאַזמע דיספּערזשאַן (FCD) ווירקונג. ביידע דער FCD ווירקונג און PN דזשאַנקשאַן מאָדולאַציע זענען נישט-לינעאַר, וואָס מאַכט דעם סיליקאָן מאָדולאַטאָר ווייניקער לינעאַר ווי דער ליטהיום ניאָבאַט מאָדולאַטאָר. ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַלן ווייַזן אויסגעצייכנטעעלעקטראָ-אָפּטישע מאָדולאַציעאייגנשאפטן צוליב זייער פּאַקער עפֿעקט. אין דער זעלבער צייט, האט ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַל די מעלות פֿון גרויסער באַנדברייט, גוטע מאָדולאַציע קעראַקטעריסטיקס, נידעריקע פֿאַרלוסט, גרינגע אינטעגראַציע און קאָמפּאַטאַביליטי מיט האַלב-קאָנדוקטאָר פּראָצעס, די נוצֿונג פֿון דין-פֿילם ליטהיום ניאָבאַט צו מאַכן הויך-פֿאָרשטעלונג עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר, קאַמפּערד מיט סיליקאָן כּמעט קיין "קורצע פּלאַטע", אָבער אויך צו דערגרייכן הויך לינעאַריטעט. דין-פֿילם ליטהיום ניאָבאַט (LNOI) עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר אויף איזאָלאַטאָר איז געוואָרן אַ פּראַמאַסינג אַנטוויקלונג ריכטונג. מיט דער אַנטוויקלונג פֿון דין-פֿילם ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַל צוגרייטונג טעכנאָלאָגיע און כוואַליעגייד עטשינג טעכנאָלאָגיע, איז די הויך קאָנווערסיע עפֿיקאַסי און העכערע אינטעגראַציע פֿון דין-פֿילם ליטהיום ניאָבאַט עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר געוואָרן דער פֿעלד פֿון אינטערנאַציאָנאַלע אַקאַדעמיע און אינדוסטריע.

קעראַקטעריסטיקס פון דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע
אין די פאראייניגטע שטאטן האט DAP AR פלאנירונג געמאכט די פאלגנדע אפשאצונג פון ליטיום ניאָבאַט מאַטעריאַלן: אויב דער צענטער פון דער עלעקטראָנישער רעוואָלוציע ווערט גערופן נאָך דעם סיליקאָן מאַטעריאַל וואָס מאַכט עס מעגלעך, דעמאָלט איז מסתּמא אַז דער געבורטסאָרט פון דער פאָטאָניק רעוואָלוציע וועט ווערן גערופן נאָך ליטיום ניאָבאַט. דאָס איז ווײַל ליטיום ניאָבאַט פֿאַראייניקט עלעקטראָ-אָפּטישן עפֿעקט, אַקוסטאָ-אָפּטישן עפֿעקט, פּיעזאָעלעקטרישן עפֿעקט, טערמאָעלעקטרישן עפֿעקט און פֿאָטאָרעפֿראַקטיוון עפֿעקט אין איין, פּונקט ווי סיליקאָן מאַטעריאַלן אין דעם פֿעלד פֿון אָפּטיק.

אין טערמינען פון אפטישע טראנסמיסיע אייגנשאפטן, האט InP מאטעריאל דעם גרעסטן אויף-טשיפּ טראנסמיסיע פארלוסט צוליב דער אבסארפציע פון ​​ליכט אין דעם געווענליך גענוצטן 1550 נ"מ באנד. SiO2 און סיליקאן ניטריד האבן די בעסטע טראנסמיסיע אייגנשאפטן, און דער פארלוסט קען דערגרייכן דעם לעוועל פון ~ 0.01dB/cm; איצט, קען דער וועיווגייד פארלוסט פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט וועיווגייד דערגרייכן דעם לעוועל פון 0.03dB/cm, און דער פארלוסט פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט וועיווגייד האט דעם פאטענציאל צו ווערן ווייטער פארקלענערט מיט דער קאנטינעווער פארבעסערונג פון דעם טעכנאלאגישן לעוועל אין דער צוקונפט. דעריבער, וועט דער דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט מאטעריאל ווייזן גוטע פערפארמאנס פאר פאסיווע ליכט סטרוקטורן ווי פאטאסינטעטישע וועג, שאנט און מיקרארינג.

אין טערמינען פון ליכט דזשענעריישאַן, נאָר InP האט די פיייקייט צו אַרויסגעבן ליכט גלייך; דעריבער, פֿאַר דער אַפּליקאַציע פון ​​מייקראַווייוו פאָטאָנען, איז עס נייטיק צו פאָרשטעלן די InP באזירט ליכט מקור אויף די LNOI באזירט פאָטאָניק ינטאַגרייטאַד טשיפּ דורך די וועג פון באַקלאָודינג וועַלדינג אָדער עפּיטאַקסיאַל גראָוט. אין טערמינען פון ליכט מאָדולאַציע, עס איז געווען באַטאָנט אויבן אַז דין פילם ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַל איז גרינגער צו דערגרייכן גרעסערע מאָדולאַציע באַנדווידט, נידעריקער האַלב-כוואַליע וואָולטידזש און נידעריקער טראַנסמיסיע אָנווער ווי InP און Si. דערצו, די הויך לינעאַריטי פון עלעקטראָ-אָפּטיש מאָדולאַציע פון ​​דין פילם ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַלס איז יקערדיק פֿאַר אַלע מייקראַווייוו פאָטאָן אַפּלאַקיישאַנז.

אין טערמינען פון אפטישן רוטינג, די הויך-גיכקייט עלעקטראָ-אָפּטישע רעאַקציע פון ​​דין פילם ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַל מאכט די LNOI באזירט אָפּטיש סוויטש טויגעוודיק פון הויך-גיכקייט אָפּטיש רוטינג סוויטשינג, און די מאַכט קאַנסאַמשאַן פון אַזאַ הויך-גיכקייט סוויטשינג איז אויך זייער נידעריק. פֿאַר די טיפּיש אַפּלאַקיישאַן פון ינטאַגרייטאַד מייקראַווייוו פאָטאָן טעכנאָלאָגיע, די אָפּטיש קאַנטראָולד שטראַלפאָרמינג טשיפּ האט די פיייקייט פון הויך-גיכקייט סוויטשינג צו טרעפן די באדערפענישן פון שנעל שטראַל סקאַנינג, און די קעראַקטעריסטיקס פון גאָר נידעריק מאַכט קאַנסאַמשאַן זענען גוט אַדאַפּטיד צו די שטרענג באדערפענישן פון גרויס-וואָג פייזד אַרעי סיסטעם. כאָטש די InP באזירט אָפּטיש סוויטש קענען אויך פאַרשטיין הויך-גיכקייט אָפּטיש דרך סוויטשינג, עס וועט ינטראָודוסינג גרויס ראַש, ספּעציעל ווען די מולטילעוועל אָפּטיש סוויטש איז קאַסקאַד, די ראַש קאָואַפישאַנט וועט זיין ערנסט דיטיריערייטיד. סיליקאָן, SiO2 און סיליקאָן ניטרידע מאַטעריאַלס קענען בלויז באַשטימען אָפּטיש פּאַטס דורך די טערמאָ-אָפּטיש ווירקונג אָדער טרעגער דיספּערזשאַן ווירקונג, וואָס האט די דיסאַדוואַנטידזשיז פון הויך מאַכט קאַנסאַמשאַן און פּאַמעלעך סוויטשינג גיכקייַט. ווען די אַרעי גרייס פון די פייזד אַרעי איז גרויס, עס קען נישט טרעפן די באדערפענישן פון מאַכט קאַנסאַמשאַן.

אין טערמינען פון אָפּטישער פֿאַרשטאַרקונג, דיהאַלב-קאָנדוקטאָר אָפּטישער אַמפּליפייער (סאָאַ) באַזירט אויף InP איז שוין רייף געוואָרן פֿאַר קאמערציעלע נוצן, אָבער עס האט די חסרונות פון אַ הויכן ראַש קאָעפיציענט און אַ נידעריקע זעטיקונג אַרויסגאַנג מאַכט, וואָס איז נישט גינסטיק צו דער אַפּליקאַציע פון ​​מייקראַווייוו פאָטאָנען. דער פּאַראַמעטרישער אַמפּליפיקאַציע פּראָצעס פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט כוואַליעגייד באַזירט אויף פּעריִאָדישער אַקטיוואַציע און ינווערסיע קען דערגרייכן אַ נידעריק ראַש און הויך מאַכט אויף-טשיפּ אָפּטיש אַמפּליפיקאַציע, וואָס קען גוט מקיים זיין די באדערפענישן פון אינטעגרירטע מייקראַווייוו פאָטאָן טעכנאָלאָגיע פֿאַר אויף-טשיפּ אָפּטיש אַמפּליפיקאַציע.

אין טערמינען פון ליכט דעטעקציע, האט דער דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט גוטע טראַנסמיסיע אייגנשאַפטן צו ליכט אין דעם 1550 נם באַנד. די פונקציע פון ​​פאָטאָעלעקטרישע קאָנווערסיע קען נישט איינגעפירט ווערן, אַזוי פֿאַר מייקראַוועוו פאָטאָן אַפּליקאַציעס, כּדי צו טרעפן די באדערפענישן פון פאָטאָעלעקטרישע קאָנווערסיע אויף דעם טשיפּ, דאַרפן InGaAs אָדער Ge-Si דעטעקציע יוניץ אייַנגעפֿירט ווערן אויף LNOI באַזירטע פאָטאָניק אינטעגרירטע טשיפּס דורך באַקלאָודינג וועַלדינג אָדער עפּיטאַקסיאַל גראָוט. אין טערמינען פון קאַפּלינג מיט אָפּטיש פיברע, ווייַל די אָפּטיש פיברע אַליין איז SiO2 מאַטעריאַל, האט די מאָדע פעלד פון SiO2 וועיווגייד דעם העכסטן גלייכונג גראַד מיט דעם מאָדע פעלד פון אָפּטיש פיברע, און די קאַפּלינג איז די מערסט באַקוועם. דער מאָדע פעלד דיאַמעטער פון די שטאַרק באַגרענעצטע וועיווגייד פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט איז וועגן 1μm, וואָס איז גאַנץ אַנדערש פון דעם מאָדע פעלד פון אָפּטיש פיברע, אַזוי מוז דורכגעפירט ווערן אַ געהעריקע מאָדע ספּאָט טראַנספאָרמאַציע צו גלייכונג דעם מאָדע פעלד פון אָפּטיש פיברע.

אין טערמינען פון אינטעגראציע, צי פארשידענע מאטעריאלן האבן א הויכן אינטעגראציע פאטענציאל ווענדט זיך בעיקר אפ פונעם בייגן ראדיוס פונעם וועווגייד (באאיינפלוסט דורך די באגרענעצונג פונעם וועווגייד מאָד פעלד). דער שטארק באגרענעצטער וועווגייד ערלויבט א קלענערן בייגן ראדיוס, וואס איז מער גינסטיג צום דערגרייכן הויכן אינטעגראציע. דעריבער, האבן דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט וועווגיידס דעם פאטענציאל צו דערגרייכן הויכן אינטעגראציע. דעריבער, דער אויסזען פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט מאכט עס מעגלעך פאר ליטהיום ניאָבאַט מאַטעריאַל צו טאקע שפילן די ראלע פון ​​אפטישן "סיליקאן". פאר דער אנווענדונג פון מייקראַוועוו פאָטאָנען, זענען די מעלות פון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט מער קלאר.