Inçe filmli litiý tantalat (LTOI) material integral optika pudagynda möhüm täze güýç hökmünde ýüze çykýar. Bu ýyl LTOI modulýatorlary boýunça birnäçe ýokary derejeli işler neşir edildi, Şanhaý mikrosistema we maglumat tehnologiýasy institutyndan professor Sin Ou tarapyndan ýokary hilli LTOI wafli we EPFL-de professor Kippenberg topary tarapyndan işlenip düzülen ýokary hilli tolkun gorag amallary çap edildi. , Şweýsariýa. Olaryň bilelikdäki tagallalary täsirli netijeleri görkezdi. Mundan başga-da, professor Liu Liunyň ýolbaşçylygyndaky Zhejiang uniwersitetiniň we professor Lonkaryň ýolbaşçylygyndaky Garward uniwersitetiniň gözleg toparlary hem ýokary tizlikli, ýokary durnukly LTOI modulýatorlary barada hasabat berdiler.
Inçe filmli litiý niobatyň (LNOI) ýakyn garyndaşy hökmünde LTOI litiý niobatyň ýokary tizlikli modulirlemesini we pes ýitgi häsiýetlerini saklaýar, şol bir wagtyň özünde arzan bahadan, pes birefringensiýa we fotorefraktiw täsirleri peseltmek ýaly artykmaçlyklary hödürleýär. Iki materialyň esasy aýratynlyklarynyň deňeşdirilişi aşakda getirilýär.
Lity Lityum Tantalate (LTOI) bilen Lityum Niobate (LNOI) arasyndaky meňzeşlikler
①Döwülme görkezijisi:2.12 vs 2.21
Bu, iki materialyň esasynda bir re modeimli tolkun gorag ölçegleriniň, egilme radiusynyň we umumy passiw enjam ölçegleriniň gaty meňzeşdigini we süýüm birikdirme öndürijiliginiň hem deňeşdirilýändigini aňladýar. Gowy tolkun gorag usuly bilen, iki material hem goýulmagy ýitirip biler<0,1 dB / sm. EPFL 5,6 dB / m tolkun gorag ýitgisini habar berýär.
②Elektro-optiki koeffisiýenti:30.5 agşam / V vs 30.9 agşam / V.
Modulirlemegiň netijeliligi, ýokary geçirijilik ukybyna mümkinçilik berýän Pockels effektine esaslanýan modulirlemek bilen iki material üçin deňeşdirilýär. Häzirki wagtda LTOI modulýatorlary bir zolakly öndürijilik 400 GGs-den ýokary bolan bir zolakda 400G gazanmaga ukyply.
③Bandgap:3.93 eV vs 3.78 eV
Iki materialda-da aragatnaşyk zolaklaryna siňdirilmän görünýän infragyzyl tolkun uzynlyklaryna çenli programmalary goldaýan giň açyk penjire bar.
④Ikinji tertipli çyzykly koeffisiýent (d33):21 agşam / V vs 27 agşam / V.
Ikinji garmoniki nesil (SHG), tapawut ýygylygy öndürmek (DFG) ýa-da jem ýygylygy öndürmek (SFG) ýaly çyzykly däl programmalar üçin ulanylsa, iki materialyň öwrüliş effekti gaty meňzeş bolmaly.
LT LTOI vs LNOI-iň çykdajy artykmaçlygy
①Waferiň aşaky bahasy
LNOI pes ionlaşdyrma netijeliligi bolan gatlaklary bölmek üçin He ion implantasiýasyny talap edýär. Munuň tersine, LTOI, SOI-e meňzeş, aýyrmak üçin H ion implantasiýasyny ulanýar, delaminasiýa netijeliligi LNOI-den 10 esse ýokary. Bu 6 dýuým wafli üçin ep-esli baha tapawudyny döredýär: 300 $ 2000 $, 85% arzanladyş.
②Akustiki süzgüçler üçin sarp ediş elektronikasy bazarynda eýýäm giňden ulanylýar(Samsung, Apple, Sony we ş.m. tarapyndan ýylda 750 000 birlik ulanylýar).
LT LTOI vs LNOI-iň öndürijilik artykmaçlyklary
①Az material kemçilikleri, gowşak fotorefraktiw täsir, has durnuklylyk
Ilki bilen, LNOI modulýatorlary köplenç tolkun gorag interfeýsindäki kemçilikler sebäpli zarýad ýygnamagy sebäpli ikitaraplaýyn nokadyň süýşmegini görkezýärdiler. Bejerilmese, bu enjamlar durnuklaşmak üçin bir güne çekip biler. Şeýle-de bolsa, bu meseläni çözmek üçin metal oksidi örtmek, substrat polýarizasiýa we anneal ulanmak ýaly dürli usullar işlenip düzüldi we bu meseläni häzirki wagtda dolandyryp bolýar.
Munuň tersine, LTOI-de maddy kemçilikler az bolup, drift hadysalarynyň ep-esli azalmagyna sebäp bolýar. Goşmaça gaýtadan işlemezden hem, iş nokady birneme durnukly bolup galýar. Şuňa meňzeş netijeler EPFL, Garward we Zhejiang uniwersiteti tarapyndan habar berildi. Şeýle-de bolsa, deňeşdirme köplenç bejerilmedik LNOI modulýatorlaryny ulanýar, bu düýbünden adalatly bolup bilmez; gaýtadan işlemek bilen, iki materialyň öndürijiligi meňzeş bolsa gerek. Esasy tapawut LTOI-de has az goşmaça işlemek ädimlerini talap edýär.
②Aşaky Birefringence: 0,004 vs 0.07
Lityum niobatyň (LNOI) ýokary birefringensiýasy käwagt kyn bolup biler, esasanam tolkun gorag egrileri re modeimiň birleşmegine we re modeimiň gibridlenmegine sebäp bolup biler. Inçe LNOI-de, tolkun goragçysynyň egilmegi TE ýagtylygyny bölekleýin TM ýagtylygyna öwrüp biler, bu süzgüçler ýaly käbir passiw enjamlaryň ýasalmagyny kynlaşdyrar.
LTOI bilen aşaky birefringensiýa bu meseläni ýok edýär we ýokary öndürijilikli passiw enjamlary ösdürmegi aňsatlaşdyrýar. EPFL, şeýle hem, LTOI-iň pes birefringensiýasyny we giň spektrli tekiz dispersiýa gözegçiligi bilen ultra giň spektrli elektro-optiki ýygylyk tarak öndürmek üçin re crossim geçişiniň ýoklugyny görkezip, görnükli netijeleri habar berdi. Netijede, 2000-den gowrak tarak çyzykly 450 nm tarak zolagy, litiý niobat bilen gazanyp boljakdan birnäçe esse uly. Kerr optiki ýygylyk taraklary bilen deňeşdirilende, elektro-optiki taraklar ýokary güýçli mikrotolkun girişini talap etseler-de, bosagasyz we has durnukly bolmagyň artykmaçlygyny hödürleýär.
③Has ýokary optiki zyýan çäkleri
LTOI-nyň optiki zyýan çäkleri LNOI-den iki esse köp bolup, çyzykly däl programmalarda (we geljekde bolup biljek Coherent Perfect Absorption (CPO) programmalarynda) artykmaçlygy hödürleýär. Häzirki optiki modulyň kuwwat derejesi litiý niobata zeper ýetirip bilmez.
④Pes Raman täsiri
Bu, çyzykly däl programmalara-da degişlidir. Litiý niobatyň güýçli Raman täsiri bar, Kerr optiki ýygylyk tarak programmalarynda islenmeýän Raman ýagtylygynyň döremegine sebäp bolup biler we bäsdeşlik gazanyp biler, x kesilen litiý niobat optiki ýygylyk taraklarynyň soliton ýagdaýyna ýetmeginiň öňüni alar. LTOI bilen, “Raman” effektini kristal ugrukdyryş dizaýny arkaly basyp bolýar, bu kesilen LTOI-e soliton optiki ýygylyk tarak öndürmegine mümkinçilik berýär. Bu, soliton optiki ýygylyk taraklaryny ýokary tizlikli modulýatorlar bilen monolit birleşdirmäge mümkinçilik berýär, bu LNOI bilen gazanyp bolmaýar.
◆ Näme üçin inçe filmli litiý tantalaty (LTOI) öň agzalmady?
Lityum tantalat, Liý niobatdan (610 ° C we 1157 ° C) has pes Kýuri temperaturasyna eýe. Geterointegrasiýa tehnologiýasy (XOI) ösdürilmezden ozal, litiý niobat modulýatorlary 1000 ° C-den ýokary gyzmagy talap edýän titanium diffuziýasy bilen öndürilip, LTOI-ni ýaramaz edýär. Şeýle-de bolsa, häzirki modulýatoryň emele gelmegi üçin izolýator substratlaryny we tolkun goragçylaryny ulanmaga geçmek bilen, 610 ° C Kýuri temperaturasy ýeterlik däl.
In Inçe filmli litiý tantalaty (LTOI) Inçe filmli litiý Niobaty (TFLN) çalyşarmy?
Häzirki gözlegleriň esasynda LTOI passiw öndürijilikde, durnuklylykda we uly göwrümli önümçilik çykdajylarynda artykmaçlyklary hödürleýär, hiç hili kemçilikleri ýok. Şeýle-de bolsa, LTOI modulirleme işinde litiý niobatdan ýokary däldir we LNOI bilen durnuklylyk meselesi çözgütleri bilýär. Aragatnaşyk DR modullary üçin passiw komponentlere iň az isleg bar (we zerur bolsa kremniý nitrid ulanylyp bilner). Mundan başga-da, wafli derejeli arassalama proseslerini, heterointegrasiýa usullaryny we ygtybarlylygy barlamak üçin täze maýa goýumlary talap edilýär (litiý niobaty çykarmakdaky kynçylyk tolkun goragçysy däldi, ýöne ýokary öndürijilikli wafli derejesine ýetmegi). Şonuň üçin litiý niobatyň kesgitlenen ýagdaýy bilen bäsleşmek üçin LTOI mundan beýläk artykmaçlyklaryny açmaly bolup biler. Şeýle-de bolsa, LTOI oktawa ýaýran elektro-optiki taraklar, PPLT, soliton we AWG tolkun uzynlygy bölüniş enjamlary we massiw modulýatorlary ýaly integral çip ulgamlary üçin möhüm gözleg potensialyny hödürleýär.
Iş wagty: Noýabr-08-2024