Litiumu tantalate (LTOI) ga iyaraelekitiro-opitiki modulator
Ijabọ data agbaye n tẹsiwaju lati dagba, ni idari nipasẹ isọdọmọ ibigbogbo ti awọn imọ-ẹrọ tuntun bii 5G ati oye atọwọda (AI), eyiti o jẹ awọn italaya pataki fun awọn transceivers ni gbogbo awọn ipele ti awọn nẹtiwọọki opitika. Ni pataki, imọ-ẹrọ modulator elekitiro-optic iran ti nbọ nilo ilosoke pataki ninu awọn oṣuwọn gbigbe data si 200 Gbps ni ikanni kan lakoko ti o dinku agbara agbara ati awọn idiyele. Ni awọn ọdun diẹ sẹhin, imọ-ẹrọ photonics silikoni ti ni lilo pupọ ni ọja transceiver opiti, nipataki nitori otitọ pe awọn fọto ohun alumọni le jẹ iṣelọpọ-pupọ nipa lilo ilana CMOS ogbo. Bibẹẹkọ, awọn modulators elekitiro-opiki SOI ti o gbarale pipinka ti ngbe koju awọn italaya nla ni bandiwidi, agbara agbara, gbigba gbigbe ọfẹ ati aiṣedeede modulation. Awọn ipa ọna imọ-ẹrọ miiran ninu ile-iṣẹ pẹlu InP, fiimu tinrin litiumu niobate LNOI, awọn polima opitika elekitiro, ati awọn solusan isọpọ pupọ-pupọ miiran. LNOI ni a gba pe o jẹ ojutu ti o le ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ni iyara giga-giga ati iyipada agbara kekere, sibẹsibẹ, lọwọlọwọ ni diẹ ninu awọn italaya ni awọn ofin ti ilana iṣelọpọ pupọ ati idiyele. Laipe, ẹgbẹ naa ṣe ifilọlẹ fiimu litiumu tantalate tinrin (LTOI) Syeed photonic ti a ṣepọ pẹlu awọn ohun-ini photoelectric ti o dara julọ ati iṣelọpọ iwọn-nla, eyiti o nireti lati baamu tabi paapaa kọja iṣẹ ti litiumu niobate ati awọn iru ẹrọ opiti silikoni ni ọpọlọpọ awọn ohun elo. Sibẹsibẹ, titi bayi, awọn mojuto ẹrọ tiopitika ibaraẹnisọrọModulator elekitiro-opiki iyara ultra-giga, ko ti jẹrisi ni LTOI.
Ninu iwadi yii, awọn oniwadi akọkọ ṣe apẹrẹ modulator elekitiro-opiki LTOI, ọna ti eyiti o han ni Nọmba 1. Nipasẹ apẹrẹ ti eto ti Layer kọọkan ti litiumu tantalate lori insulator ati awọn ipilẹ ti elekiturodu makirowefu, itankale ibaamu iyara ti makirowefu ati ina igbi ninu awọnelekitiro-opitika modulatorti wa ni mọ. Ni awọn ofin ti idinku isonu ti elekiturodu makirowefu, awọn oniwadi ninu iṣẹ yii fun igba akọkọ dabaa lilo fadaka bi ohun elo elekiturodu pẹlu adaṣe to dara julọ, ati pe elekiturodu fadaka ti han lati dinku pipadanu makirowefu si 82% ni akawe si o gbajumo ni lilo goolu elekiturodu.
EEYA. 1 LTOI elekitiro-opitiki modulator be, ipele ibamu oniru, makirowefu elekiturodu igbeyewo.
EEYA. 2 ṣe afihan ohun elo idanwo ati awọn abajade ti LTOI elekitiro-opiti modulator funkikankikan modulatedwiwa taara (IMDD) ni awọn ọna ibaraẹnisọrọ opiti. Awọn adanwo naa fihan pe modulator elekitiro-optic LTOI le ṣe atagba awọn ifihan agbara PAM8 ni iwọn ami kan ti 176 GBd pẹlu iwọn BER ti 3.8 × 10⁻² ni isalẹ 25% SD-FEC ala. Fun mejeeji 200 GBd PAM4 ati 208 GBd PAM2, BER ti dinku ni pataki ju iloro ti 15% SD-FEC ati 7% HD-FEC. Oju ati awọn abajade idanwo histogram ni Nọmba 3 ni oju ṣe afihan pe LTOI elekitiro-optic modulator le ṣee lo ni awọn ọna ṣiṣe ibaraẹnisọrọ to gaju pẹlu laini giga ati oṣuwọn aṣiṣe kekere kekere.
EEYA. 2 Ṣàdánwò nipa lilo LTOI elekitiro-opiki modulator funModulated kikankikanWiwa Taara (IMDD) ni eto ibaraẹnisọrọ opiti (a) ẹrọ idanwo; (b) Iwọn aṣiṣe aṣiṣe bit (BER) ti PAM8 (pupa), PAM4 (alawọ ewe) ati awọn ifihan agbara PAM2 (bulu) gẹgẹbi iṣẹ ti oṣuwọn ami; (c) Oṣuwọn alaye nkan elo ti a fa jade (AIR, laini fifọ) ati oṣuwọn data nẹtiwọọki ti o somọ (NDR, laini to lagbara) fun awọn wiwọn pẹlu awọn iye oṣuwọn aṣiṣe-bit ni isalẹ opin 25% SD-FEC; (d) Awọn maapu oju ati awọn iṣiro iṣiro labẹ PAM2, PAM4, PAM8 awose.
Iṣẹ yii ṣe afihan oluyipada itanna elekitiro-opiki LTOI akọkọ ti o ga julọ pẹlu bandiwidi 3 dB ti 110 GHz. Ni wiwa kikankikan taara awọn adanwo gbigbe IMDD, ẹrọ naa ṣaṣeyọri oṣuwọn netiwọki ti ngbe ẹyọkan ti 405 Gbit/s, eyiti o jẹ afiwera si iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ ti awọn iru ẹrọ elekitiro-opitika ti o wa tẹlẹ gẹgẹbi LNOI ati awọn modulators pilasima. Ni ojo iwaju, lilo eka siiIQ alayipadaawọn apẹrẹ tabi awọn ilana atunṣe aṣiṣe ifihan agbara to ti ni ilọsiwaju diẹ sii, tabi lilo awọn sobusitireti pipadanu makirowefu kekere gẹgẹbi awọn sobusitireti quartz, awọn ẹrọ tantalate lithium ni a nireti lati ṣaṣeyọri awọn oṣuwọn ibaraẹnisọrọ ti 2 Tbit/s tabi ga julọ. Ni idapọ pẹlu awọn anfani kan pato ti LTOI, gẹgẹbi birefringence kekere ati ipa iwọn nitori ohun elo rẹ ti o tan kaakiri ni awọn ọja àlẹmọ RF miiran, imọ-ẹrọ lithium tantalate photonics yoo pese idiyele kekere, agbara kekere ati awọn solusan iyara-giga giga fun iran-tẹle giga. -iyara awọn nẹtiwọọki ibaraẹnisọrọ opiti ati awọn eto photonics makirowefu.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kejila-11-2024