הקדמה צו דער סטרוקטור און פאָרשטעלונג פון דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע עלעקטראָאָפּטיש מאָדולאַטאָר

הקדמה צו דער סטרוקטור און פאָרשטעלונג פוןדין פילם ליטהיום ניאָבאַטע עלעקטראָ אָפּטיש מאָדולאַטאָר
An עלעקטראָ-אָפּטישער מאָדולאַטאָרבאַזירט אויף פאַרשידענע סטרוקטורן, כוואַליע לענגקטס, און פּלאַטפאָרמעס פון דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע, און אַ פולשטענדיק פאָרשטעלונג פאַרגלייַך פון פאַרשידענע טייפּס פוןEOM מאָדולאַטאָרן, ווי אויך אן אנאליז פון דער פארשונג און אנווענדונג פוןדין פילם ליטהיום ניאָבאַטע מאָדולאַטאָרןאין אַנדערע פֿעלדער.

1. נישט-רעזאָנאַנט קאַוואַטי דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע מאָדולאַטאָר
די סארט מאדולאטאר איז באזירט אויף דעם אויסגעצייכנטן עלעקטרא-אפטישן עפעקט פון ליטיום ניאָבאַט קריסטאַל און איז אַ שליסל מיטל פֿאַר דערגרייכן הויך-גיכקייט און לאַנג-דיסטאַנס אָפּטישע קאָמוניקאַציע. עס זענען דריי הויפּט סטרוקטורן:
1.1 רייזנדיקע כוואַליע עלעקטראָד MZI מאָדולאַטאָר: דאָס איז דער טיפּישסטער פּלאַן. די לאָן טשעאַר פאָרשונג גרופּע אין האַרוואַרד אוניווערסיטעט האָט ערשט דערגרייכט אַ הויך-פאָרשטעלונג ווערסיע אין 2018, מיט שפּעטערדיקע פֿאַרבעסערונגען אַרייַנגערעכנט קאַפּאַסיטיוו לאָודינג באַזירט אויף קוואַרץ סאַבסטראַטן (הויך באַנדווידט אָבער נישט קאָמפּאַטיבל מיט סיליקאָן-באַזירט) און סיליקאָן-באַזירט קאָמפּאַטיבל באַזירט אויף סאַבסטראַט האָלאָוינג, דערגרייכנדיק הויך באַנדווידט (>67 GHz) און הויך-גיכקייַט סיגנאַל (אַזאַ ווי 112 Gbit/s PAM4) טראַנסמיסיע.
1.2 צוזאמענפאלטער MZI מאדולאטאר: כדי צו פארקירצן די גרייס פון די אפאראט און זיך צופאסן צו קאמפאקטע מאדולן ווי QSFP-DD, ווערן גענוצט פאלאריזאציע באהאנדלונג, קראָס וועיווגייד אדער אינווערטירטע מיקראסטרוקטור עלעקטראדן צו רעדוצירן די לענג פון די אפאראט מיט האלב און דערגרייכן א באנדברייט פון 60 GHz.
1.3 איינציקע/צווייפאכע פּאָלאַריזאַציע קאָהערענט אָרטאָגאָנאַל (IQ) מאָדולאַטאָר: ניצט הויך-אָרדענונג מאָדולאַציע פֿאָרמאַט צו פֿאַרבעסערן טראַנסמיסיע קורס. די קאַי פאָרשונג גרופּע אין סון יאַט סען אוניווערסיטעט האט דערגרייכט דעם ערשטן אויף-טשיפּ איינציקע פּאָלאַריזאַציע IQ מאָדולאַטאָר אין 2020. דער צווייפאַכער פּאָלאַריזאַציע IQ מאָדולאַטאָר וואָס איז דעוועלאָפּעד געוואָרן אין דער צוקונפֿט האט בעסערע פאָרשטעלונג, און די ווערסיע באַזירט אויף קוואַרץ סאַבסטראַט האט געשטעלט אַ רעקאָרד פֿאַר איינציקע כוואַליע-לענג טראַנסמיסיע קורס פון 1.96 טביט/ס.

2. רעזאָנאַנט קאַוואַטי טיפּ דין-פילם ליטהיום ניאָבאַטע מאָדולאַטאָר
כּדי צו דערגרייכן גאָר קליינע און גרויסע באַנדווידט מאָדולאַטאָרן, זענען פֿאַראַן פֿאַרשידענע רעזאָנאַנט קאַוואַטי סטרוקטורן:
2.1 פאָטאָנישער קריסטאַל (PC) און מיקראָ רינג מאָדולאַטאָר: לינס פאָרשונג גרופּע אין דער אוניווערסיטעט פון ראָטשעסטער האָט אַנטוויקלט דעם ערשטן הויך-פאָרשטעלונג פאָטאָנישן קריסטאַל מאָדולאַטאָר. אין דערצו, מיקראָ רינג מאָדולאַטאָרן באַזירט אויף סיליקאָן ליטהיום ניאָבאַט העטעראָגענע אינטעגראַציע און האָמאָגענע אינטעגראַציע זענען אויך פארגעשטעלט געוואָרן, וואָס דערגרייכן באַנדברייטס פון עטלעכע גיגאַהערץ.
2.2 בראַגג גראַטינג רעזאָנאַנט קאַוואַטי מאָדולאַטאָר: אַרייַנגערעכנט פאַברי פּעראָט (FP) קאַוואַטי, וועיווגייד בראַגג גראַטינג (WBG), און פּאַמעלעך ליכט (SL) מאָדולאַטאָר. די סטרוקטורן זענען דיזיינד צו באַלאַנסירן גרייס, פּראָצעס טאָלעראַנסעס, און פאָרשטעלונג, למשל, אַ 2 × 2 FP רעזאָנאַנט קאַוואַטי מאָדולאַטאָר דערגרייכט אַן גאָר גרויסע באַנדברייט וואָס יקסידז 110 GHz. דער פּאַמעלעך ליכט מאָדולאַטאָר באַזירט אויף קאַפּאַלד בראַגג גראַטינג יקספּאַנדז די אַרבעט באַנדברייט קייט.

3. העטעראָגענע אינטעגרירטע דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע מאָדולאַטאָר
עס זענען דא דריי הויפּט אינטעגראַציע מעטאָדן צו קאָמבינירן די קאָמפּאַטאַביליטי פון CMOS טעכנאָלאָגיע אויף סיליקאָן-באַזירטע פּלאַטפאָרמעס מיט דער אויסגעצייכנטער מאָדולאַציע פאָרשטעלונג פון ליטהיום ניאָבאַטע:
3.1 בונד טיפּ העטעראָגענע אינטעגראַציע: דורך דירעקט בונדינג מיט בענזאָסיקלאָבוטען (BCB) אָדער סיליקאָן דייאַקסייד, ווערט דין פילם ליטהיום ניאָבאַט טראַנספערד צו אַ סיליקאָן אָדער סיליקאָן ניטריד פּלאַטפאָרמע, דערגרייכנדיק וועיפער מדרגה, הויך טעמפּעראַטור סטאַביל אינטעגראַציע. דער מאָדולאַטאָר ווייזט הויך באַנדווידט (>70 GHz, אפילו יקסידינג 110 GHz) און הויך-גיכקייַט סיגנאַל טראַנסמיסיע קייפּאַבילאַטי.
3.2 דעפּאַזישאַן כוואַליעגייד מאַטעריאַל העטעראָגענע אינטעגראַציע: דעפּאַזיטינג סיליקאָן אָדער סיליקאָן ניטריד אויף דין פילם ליטהיום ניאָבאַטע ווי אַ לאָוד כוואַליעגייד אויך דערגרייכט עפעקטיוו עלעקטראָ-אָפּטיש מאָדולאַציע.
3.3 מיקראָ טראַנספער דרוק (μ TP) העטעראָגענע אינטעגראַציע: דאָס איז אַ טעכנאָלאָגיע וואָס מען ערוואַרטעט וועט ווערן גענוצט פֿאַר גרויס-מאָסשטאַביגע פּראָדוקציע, וואָס טראַנספערירט פאַר-געמאַכטע פונקציאָנעלע דעוויסעס צו ציל טשיפּס דורך הויך-פּרעציציע ויסריכט, און אַזוי אויסמיידט מען קאָמפּלעקסע נאָך-פּראַסעסינג. עס איז געראָטן געוואָרן צו סיליקאָן ניטריד און סיליקאָן-באַזירטע פּלאַטפאָרמעס, דערגרייכנדיק באַנדברייטס פון צענדליגער גיגאַהערץ.

אין קורצן, דער אַרטיקל באַשרייבט סיסטעמאַטיש די טעכנאָלאָגישע פּלאַן פון עלעקטראָ-אָפּטישע מאָדולאַטאָרן באַזירט אויף דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט פּלאַטפאָרמעס, פֿון דער פֿאַרפֿאָלגונג פֿון הויך-פּערפאָרמאַנס און גרויס-באַנדווידט נישט-רעזאָנאַנטע קאַוואַטי סטרוקטורן, אויספֿאָרשן מיניאַטוריזירטע רעזאָנאַנטע קאַוואַטי סטרוקטורן, און אינטעגרירן מיט דערוואַקסענע סיליקאָן-באַזירטע פֿאָטאָנישע פּלאַטפאָרמעס. עס דעמאָנסטרירט דעם ריזיקן פּאָטענציאַל און קאָנטינויִערלעכן פֿאָרשריט פֿון דין-פילם ליטהיום ניאָבאַט מאָדולאַטאָרן אין דורכברעכן דעם פּערפאָרמאַנס-פֿלאַך פֿון טראַדיציאָנעלע מאָדולאַטאָרן און דערגרייכן הויך-גיכקייט אָפּטישע קאָמוניקאַציע.