د مدغم مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ کې د پتلي فلم لیتیم نیوبیټ ګټې او اهمیت
د مایکروویو فوټون ټیکنالوژيد لوی کاري بینډ ویت، قوي موازي پروسس کولو وړتیا او د ټیټ لیږد ضایع ګټې لري، کوم چې د دودیز مایکروویو سیسټم تخنیکي خنډ ماتولو او د نظامي بریښنایی معلوماتو تجهیزاتو لکه رادار، بریښنایی جنګ، مخابراتو او اندازه کولو او کنټرول فعالیت ښه کولو وړتیا لري. په هرصورت، د جلا وسیلو پر بنسټ د مایکروویو فوټون سیسټم ځینې ستونزې لري لکه لوی حجم، دروند وزن او ضعیف ثبات، کوم چې په فضايي او هوایی پلیټ فارمونو کې د مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ پلي کول په جدي توګه محدودوي. له همدې امله، مدغم مایکروویو فوټون ټیکنالوژي د نظامي بریښنایی معلوماتو سیسټم کې د مایکروویو فوټون غوښتنلیک ماتولو او د مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ ګټو ته بشپړ پلی کولو لپاره یو مهم ملاتړ کیږي.
اوس مهال، د SI پر بنسټ د فوټونیک ادغام ټیکنالوژي او د INP پر بنسټ د فوټونیک ادغام ټیکنالوژي د آپټیکل مخابراتو په برخه کې د کلونو پرمختګ وروسته ډیر او ډیر بالغ شوي، او ډیری محصولات بازار ته وړاندې شوي دي. په هرصورت، د مایکروویو فوټون د پلي کولو لپاره، د دې دوه ډوله فوټون ادغام ټیکنالوژیو کې ځینې ستونزې شتون لري: د مثال په توګه، د Si ماډولیټر او InP ماډولیټر غیر خطي الیکټرو-آپټیکل کوفیفینټ د مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ لخوا تعقیب شوي لوړ خطي او لوی متحرک ځانګړتیاو سره مخالف دی؛ د مثال په توګه، د سیلیکون آپټیکل سویچ چې د آپټیکل لارې سویچینګ احساسوي، که د تودوخې-آپټیکل اغیزې، پیزو الیکټریک اغیزې، یا د کیریر انجیکشن خپریدو اغیزې پراساس وي، د ورو سویچینګ سرعت، د بریښنا مصرف او تودوخې مصرف ستونزې لري، کوم چې نشي کولی د ګړندي بیم سکین کولو او لوی صف پیمانه مایکروویو فوټون غوښتنلیکونو پوره کړي.
لیتیم نیوبیټ تل د لوړ سرعت لپاره لومړی انتخاب ود الکترو-نظري تعدیلمواد د دې د غوره خطي الکترو آپټیک اغیزې له امله. په هرصورت، دودیز لیتیم نیوبیټد الکترو-نظري ماډلیټرد لوی لیتیم نایوبیټ کرسټال موادو څخه جوړ شوی، او د وسیلې اندازه خورا لویه ده، کوم چې د مدغم مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ اړتیاوې نشي پوره کولی. د مدغم مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ سیسټم کې د خطي الیکټرو-آپټیکل کوفیشینټ سره د لیتیم نایوبیټ موادو مدغم کولو څرنګوالی د اړوندو څیړونکو هدف ګرځیدلی. په 2018 کې، د متحده ایالاتو د هارورډ پوهنتون څخه یوې څیړنیزې ډلې لومړی ځل په طبیعت کې د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ پراساس د فوټونیک ادغام ټیکنالوژۍ راپور ورکړ، ځکه چې دا ټیکنالوژي د لوړ ادغام، لوی الیکټرو-آپټیکل ماډلیشن بینډ ویت، او د الیکټرو-آپټیکل اغیزې لوړ خطي ګټې لري، یوځل چې پیل شو، دا سمدلاسه د فوټونیک ادغام او مایکروویو فوټونکس په برخه کې اکاډمیک او صنعتي پاملرنه راوپاروله. د مایکروویو فوټون غوښتنلیک له نظره، دا مقاله د مایکروویو فوټون ټیکنالوژۍ پراختیا باندې د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ پراساس د فوټونیک ادغام ټیکنالوژۍ اغیز او اهمیت بیاکتنه کوي.
د لیتیم نایوبیټ پتلی فلم او پتلی فلمد لیتیم نیوبیټ ماډلیټر
په دې وروستیو دوو کلونو کې، د لیتیم نایوبیټ موادو یو نوی ډول راڅرګند شوی، دا دی، د لیتیم نایوبیټ فلم د "آیون سلیسنګ" میتود په واسطه د لوی لیتیم نایوبیټ کرسټال څخه خارج شوی او د سیلیکا بفر پرت سره د Si ویفر سره تړل شوی ترڅو LNOI (LiNbO3-آن-انسولیټر) مواد جوړ کړي [5]، کوم چې پدې مقاله کې د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ مواد بلل کیږي. د 100 نانومیټرو څخه ډیر لوړوالي سره د ریج ویو ګایډونه د وچ ایچینګ پروسې په واسطه د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ موادو باندې ایچ کیدی شي، او د جوړ شوي ویو ګایډونو اغیزمن انعکاسي شاخص توپیر کولی شي له 0.8 څخه ډیر ته ورسیږي (د 0.02 دودیز لیتیم نایوبیټ ویو ګایډونو د انعکاسي شاخص توپیر څخه ډیر لوړ)، لکه څنګه چې په 1 شکل کې ښودل شوي. په کلکه محدود شوی ویو ګایډ د ماډلیټر ډیزاین کولو پرمهال د مایکروویو ساحې سره د رڼا ساحې سره سمون کول اسانه کوي. پدې توګه، دا ګټوره ده چې په لنډ اوږدوالي کې د ټیټ نیم څپې ولټاژ او لوی ماډلولیشن بینډ ویت ترلاسه کړئ.
د ټیټ ضایع لیتیم نایوبیټ فرعي مایکرون ویو ګایډ څرګندیدل د دودیز لیتیم نایوبیټ الیکټرو آپټیک ماډولټر د لوړ چلولو ولټاژ خنډ ماتوي. د الکترود فاصله ~ 5 μm ته راټیټیدلی شي، او د بریښنایی ساحې او آپټیکل حالت ساحې ترمنځ اوورلیپ خورا ډیر شوی، او vπ · L د 20 V·cm څخه ډیر څخه 2.8 V·cm څخه کم ته راټیټیږي. له همدې امله، د ورته نیم څپې ولټاژ لاندې، د وسیلې اوږدوالی د دودیز ماډولټر په پرتله خورا کم کیدی شي. په ورته وخت کې، د سفري څپې الیکټروډ د عرض، ضخامت او وقفې پیرامیټرونو غوره کولو وروسته، لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي، ماډولټر کولی شي د 100 GHz څخه ډیر د الټرا لوړ ماډولیشن بینډ ویت وړتیا ولري.
شکل ۱ (الف) د LN ویو ګایډ د کراس برخې محاسبه شوی ویش او (ب) انځور
شکل ۲ (الف) د څپو لارښود او الکترود جوړښت او (ب) د LN ماډلیټر کورپلیټ
د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ ماډولټرونو پرتله کول د دودیزو لیتیم نایوبیټ سوداګریزو ماډولټرونو، سیلیکون پر بنسټ ماډولټرونو او انډیم فاسفایډ (InP) ماډولټرونو او نورو موجوده لوړ سرعت الیکټرو آپټیکل ماډولټرونو سره، د پرتله کولو اصلي پیرامیټرونه پدې کې شامل دي:
(۱) د نیم څپې ولټ اوږدوالی محصول (vπ ·L، V·cm)، د ماډلیټر د ماډلیون موثریت اندازه کول، څومره چې ارزښت کوچنی وي، د ماډلیون موثریت لوړ وي؛
(2) د 3 dB ماډولیشن بینډ ویت (GHz)، کوم چې د لوړ فریکونسۍ ماډولیشن ته د ماډولیټر غبرګون اندازه کوي؛
(۳) د ماډولیشن په سیمه کې د آپټیکل داخلولو ضایع (dB). دا د جدول څخه لیدل کیدی شي چې د پتلي فلم لیتیم نایوبیټ ماډولټر د ماډولیشن بینډ ویت، نیم څپې ولټاژ، آپټیکل انټرپولیشن ضایع او داسې نورو کې څرګند ګټې لري.
سیلیکون، د مدغم آپټو الیکترونیکونو د بنسټ ډبرې په توګه، تر اوسه پورې رامینځته شوی، پروسه پخه شوې ده، د هغې کوچنی کول د فعال / غیر فعال وسیلو د لوی پیمانه ادغام لپاره مناسب دي، او د هغې ماډلیټر د نظري اړیکو په برخه کې په پراخه کچه او ژوره مطالعه شوې ده. د سیلیکون د الیکټرو-آپټیکل ماډلیون میکانیزم په عمده توګه د کیریر ډیپلینګ، کیریر انجیکشن او کیریر جمع کول دي. د دوی په منځ کې، د ماډولیټر بینډ ویت د خطي درجې کیریر ډیپلیون میکانیزم سره غوره دی، مګر ځکه چې د نظري ساحې ویش د کمیدو سیمې د غیر یووالي سره یوځای کیږي، دا اغیزه به د غیر خطي دوهم ترتیب تحریف او د دریم ترتیب انټرمډولیون تحریف شرایط معرفي کړي، د کیریر د جذب اغیز سره یوځای په رڼا کې، کوم چې به د نظري ماډلیون طول او سیګنال تحریف کمولو لامل شي.
د InP ماډولټر غوره الیکټرو-آپټیکل اغیزې لري، او د څو پرتونو کوانټم څاه جوړښت کولی شي د Vπ·L سره تر 0.156V · mm پورې د الټرا لوړ نرخ او ټیټ چلولو ولټاژ ماډولټرونه احساس کړي. په هرصورت، د بریښنایی ساحې سره د انعکاس شاخص توپیر خطي او غیر خطي اصطلاحات شامل دي، او د بریښنایی ساحې شدت زیاتوالی به د دوهم ترتیب اغیز مهم کړي. له همدې امله، سیلیکون او InP الیکټرو-آپټیک ماډولټرونه اړتیا لري چې د pn جنکشن جوړولو لپاره تعصب پلي کړي کله چې دوی کار کوي، او pn جنکشن به رڼا ته د جذب ضایع راوړي. په هرصورت، د دې دواړو ماډولټر اندازه کوچنۍ ده، د سوداګریز InP ماډولټر اندازه د LN ماډولټر 1/4 ده. لوړ ماډولیشن موثریت، د لوړ کثافت او لنډ واټن ډیجیټل آپټیکل لیږد شبکو لکه د معلوماتو مرکزونو لپاره مناسب دی. د لیتیم نیوبیټ الیکټرو-آپټیکل اغیز د رڼا جذب میکانیزم او ټیټ زیان نلري، کوم چې د اوږد واټن همغږي لپاره مناسب دی.نظري اړیکهد لوی ظرفیت او لوړ سرعت سره. د مایکروویو فوټون غوښتنلیک کې، د Si او InP الیکټرو آپټیکل کوفیشینټونه غیر خطي دي، کوم چې د مایکروویو فوټون سیسټم لپاره مناسب ندي چې لوړ خطي او لوی متحرکات تعقیبوي. د لیتیم نایوبیټ مواد د مایکروویو فوټون غوښتنلیک لپاره خورا مناسب دي ځکه چې دا په بشپړ ډول خطي الیکټرو آپټیکل ماډولیشن کوفیشینټ لري.
د پوسټ وخت: اپریل-۲۲-۲۰۲۴