ליטיום טאַנטאַלאַט (LTOI) הויך גיכקייטעלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר
גלאבאלער דאטן טראפיק וואקסט ווייטער, געטריבן דורך די ברייטע אדאפטאציע פון נייע טעכנאלאגיעס ווי 5G און קינסטלעכע אינטעליגענץ (AI), וואס שטעלט באדייטנדע שוועריקייטן פאר טראנססיוויערס אויף אלע לעוועלס פון אפטישע נעטווארקס. ספעציפיש, די קומענדיגע דור עלעקטרא-אפטישע מאדולאטאר טעכנולוגיע פארלאנגט א באדייטנדע פארגרעסערונג אין דאטן טראנספער ראטעס צו 200 Gbps אין איין קאנאל בשעת מען פארקלענערט ענערגיע פארברוך און קאסטן. אין די לעצטע פאר יארן, איז סיליקאן פאטאניקס טעכנולוגיע ברייט גענוצט געווארן אין דעם אפטישן טראנססיוויער מארקעט, הויפטזעכליך צוליב דעם פאקט אז סיליקאן פאטאניקס קענען מאסן-געפראדוצירט ווערן מיטן אויסגעארבעטן CMOS פראצעס. אבער, SOI עלעקטרא-אפטישע מאדולאטארן וואס פארלאזן זיך אויף טרעגער דיספערזיע שטייען פאר גרויסע שוועריקייטן אין באנדווידט, מאכט פארברוך, פרייע טרעגער אבזארפציע און מאדולאציע נישט-לינעאריטעט. אנדערע טעכנולוגיע רוטעס אין דער אינדוסטריע שליסן איין InP, דין פילם ליטהיום ניאבאט LNOI, עלעקטרא-אפטישע פאלימערן, און אנדערע מולטי-פלאטפארמע העטעראגענע אינטעגראציע לייזונגען. LNOI ווערט באטראכט אלס די לייזונג וואס קען דערגרייכן די בעסטע פערפארמענס אין אולטרא-הויך שנעלקייט און נידריגע מאכט מאדולאציע, אבער, עס האט יעצט עטליכע שוועריקייטן אין באצוג צו מאסן פראדוקציע פראצעס און קאסטן. לעצטנס, האט די מאַנשאַפֿט לאָנטשט אַ דין-פֿילם ליטהיום טאַנטאַלאַט (LTOI) אינטעגרירטע פֿאָטאָנישע פּלאַטפֿאָרמע מיט אויסגעצייכנטע פֿאָטאָ-עלעקטרישע אייגנשאַפֿטן און גרויס-מאָסשטאַביגע פּראָדוקציע, וואָס מען ערוואַרט וועט גלייכן אָדער אפֿילו איבערטרעפֿן די פאָרשטעלונג פֿון ליטהיום ניאָבאַט און סיליקאָן אָפּטישע פּלאַטפֿאָרמעס אין פֿיל אַפּליקאַציעס. אָבער, ביז איצט, די הויפּט-אַפּאַראַט פֿוןאָפּטישע קאָמוניקאַציע, דער אולטרא-הויך-גיכקייט עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָר, איז נישט וועריפיצירט געוואָרן אין LTOI.
אין דעם שטודיע, האבן די פארשער ערשט דיזיינט דעם LTOI עלעקטרא-אפטישן מאדולאטאר, וועמענס סטרוקטור ווערט געוויזן אין פיגור 1. דורך דעם דיזיין פון דער סטרוקטור פון יעדער שיכט פון ליטיום טאנטאלאט אויפן איזאלאטאר און די פאראמעטערס פון די מייקראכוועלע עלעקטראדע, די פארשפרייטונג גיכקייט וואס גלייכט די מייקראכוועלע און ליכט כוואליע אין דיעלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָרווערט איינגעזען. אין טערמינען פון רעדוצירן דעם פארלוסט פון דעם מייקראַוועוו עלעקטראָד, די פאָרשער אין דעם אַרבעט פֿאַר דער ערשטער מאָל פארגעשלאגן די נוצן פון זילבער ווי אַן עלעקטראָד מאַטעריאַל מיט בעסער קאַנדאַקטיוויטי, און די זילבער עלעקטראָד איז געוויזן צו רעדוצירן די מייקראַוועוו פארלוסט צו 82% קאַמפּערד צו די וויידלי געניצט גאָלד עלעקטראָד.
פיג. 1 LTOI עלעקטראָ-אָפּטיש מאָדולאַטאָר סטרוקטור, פאַזע מאַטשינג פּלאַן, מייקראַווייוו עלעקטראָד אָנווער טעסט.
פיגור 2 ווייזט דעם עקספערימענטאלן אפאראט און רעזולטאטן פון דעם LTOI עלעקטרא-אפטישן מאדולאטאר פאראינטענסיטעט מאָדולירטדירעקטע דעטעקציע (IMDD) אין אפטישע קאמוניקאציע סיסטעמען. די עקספערימענטן ווייזן אז דער LTOI עלעקטרא-אפטישער מאדולאטאר קען טראנסמיטירן PAM8 סיגנאלן מיט א צייכן ראטע פון 176 GBd מיט א געמאסטענעם BER פון 3.8×10⁻² אונטערן 25% SD-FEC שוועל. פאר ביידע 200 GBd PAM4 און 208 GBd PAM2, איז BER געווען באדייטנד נידעריגער ווי דער שוועל פון 15% SD-FEC און 7% HD-FEC. די אויג און היסטאגראם טעסט רעזולטאטן אין פיגור 3 ווייזן וויזועל אז דער LTOI עלעקטרא-אפטישער מאדולאטאר קען גענוצט ווערן אין הויך-גיך קאמוניקאציע סיסטעמען מיט הויכער לינעאריטעט און נידעריגער ביט טעות ראטע.
פיגור 2 עקספערימענט ניצנדיק LTOI עלעקטראָ-אָפּטיש מאָדולאַטאָר פֿאַראינטענסיטעט מאָדולירטדירעקטע דעטעקציע (IMDD) אין אפטישן קאמוניקאציע סיסטעם (א) עקספערימענטאלע אפאראט; (ב) די געמאסטענע ביט ערראר ראטע (BER) פון PAM8 (רויט), PAM4 (גרין) און PAM2 (בלוי) סיגנאלן אלס א פונקציע פון די צייכן ראטע; (ג) עקסטראקטירטע נוצבארע אינפארמאציע ראטע (AIR, געשטריכלטע ליניע) און פארבונדענע נעץ דאטן ראטע (NDR, הארט ליניע) פאר מעסטונגען מיט ביט-ערראר ראטע ווערטן אונטערן 25% SD-FEC לימיט; (ד) אויג מאפעס און סטאטיסטישע היסטאגראמען אונטער PAM2, PAM4, PAM8 מאדולאציע.
די דאזיקע ארבעט ווייזט דעם ערשטן הויך-גיכקייט LTOI עלעקטראָ-אָפּטישן מאָדולאַטאָר מיט אַ 3 dB באַנדברייט פון 110 GHz. אין אינטענסיטעט מאָדולאַציע דירעקט דעטעקציע IMDD טראַנסמיסיע עקספּערימענטן, דערגרייכט דער מיטל אַ איין-קעריער נעץ דאַטן קורס פון 405 Gbit/s, וואָס איז פאַרגלייַכלעך צו דער בעסטער פאָרשטעלונג פון עקזיסטירנדיקע עלעקטראָ-אָפּטישע פּלאַטפאָרמעס ווי LNOI און פּלאַזמע מאָדולאַטאָרן. אין דער צוקונפֿט, ניצן מער קאָמפּלעקסעIQ מאָדולאַטאָרדיזיינס אדער מער פארגעשריטענע סיגנאל טעות קארעקציע טעקניקס, אדער ניצן נידעריגערע מייקראַוועוו פארלוסט סאַבסטראַטן ווי קוואַרץ סאַבסטראַטן, ווערט ערווארטעט אז ליטהיום טאַנטאַלאַט דעוויסעס וועלן דערגרייכן קאָמוניקאַציע ראַטעס פון 2 טביט/ס אדער העכער. צוזאַמען מיט LTOI'ס ספּעציפֿישע מעלות, ווי נידעריגערע בירעפרינדזשענס און די וואָג ווירקונג רעכט צו זיין וויידספּרעד אַפּלאַקיישאַן אין אנדערע RF פילטער מאַרקפלעצער, וועט ליטהיום טאַנטאַלאַט פאָטאָניקס טעכנאָלאָגיע צושטעלן נידעריק-קאָסטן, נידעריק-מאַכט און אולטראַ-הויך-גיכקייַט סאַלושאַנז פֿאַר ווייַטער-דור הויך-גיכקייַט אָפּטיש קאָמוניקאַציע נעטוואָרקס און מייקראַוועוו פאָטאָניקס סיסטעמען.
פּאָסט צייט: דעצעמבער-11-2024