Mipoitra ho hery vaovao manan-danja eo amin'ny sehatry ny optika mitambatra ny akora lithium tantalate (LTOI). Tamin'ity taona ity, asa avo lenta maromaro momba ny modulator LTOI no navoaka, miaraka amin'ny wafer LTOI avo lenta nomen'ny Profesora Xin Ou avy amin'ny Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology, ary ny dingana fanesorana waveguide avo lenta novolavolain'ny vondrona Profesora Kippenberg ao amin'ny EPFL, Soisa. Nahitana vokatra mahavariana ny ezaka fiaraha-miasan'izy ireo. Fanampin'izany, ireo ekipa mpikaroka avy amin'ny Oniversiten'i Zhejiang tarihin'ny Profesora Liu Liu sy ny Oniversiten'i Harvard tarihin'ny Profesora Loncar dia nitatitra ihany koa momba ny modulator LTOI haingam-pandeha sy maharitra.
Amin'ny maha-havana akaiky ny lithium niobate manify (LNOI), ny LTOI dia mitazona ny toetran'ny modulation haingam-pandeha sy ny fatiantoka ambany toy ny lithium niobate sady manolotra tombony toy ny vidiny mirary, birefringence ambany, ary fihenan'ny fiantraikan'ny photorefractive. Aseho eto ambany ny fampitahana ny toetra mampiavaka ireo fitaovana roa ireo.
◆ Fitoviana eo amin'ny Lithium Tantalate (LTOI) sy ny Lithium Niobate (LNOI)
①Tondro Refractive:2.12 mifanandrina amin'ny 2.21
Midika izany fa mitovy be ny refin'ny "single-mode waveguide", ny "bending radius", ary ny haben'ny fitaovana "passive" mahazatra mifototra amin'ireo fitaovana roa ireo, ary azo ampitahaina ihany koa ny fahombiazan'ny "fibre coupling". Amin'ny alalan'ny "waveguide etching" tsara, ireo fitaovana roa ireo dia afaka mahatratra fatiantoka fampidirana 0.<0.1 dB/sm. Mitatitra fatiantoka 5.6 dB/m ny EPFL.
2Koefisienan'ny elektro-optika:30.5 pm/V vs 30.9 pm/V
Mitovy ny fahombiazan'ny modulation ho an'ireo fitaovana roa ireo, miaraka amin'ny modulation mifototra amin'ny vokatry ny Pockels, izay ahafahana mahazo bandwidth avo lenta. Amin'izao fotoana izao, ny modulators LTOI dia afaka mahatratra 400G isaky ny lalana, miaraka amin'ny bandwidth mihoatra ny 110 GHz.
3elanelan'ny tarika:3.93 eV raha oharina amin'ny 3.78 eV
Samy manana varavarankely mangarahara malalaka ireo fitaovana roa ireo, izay manohana ny fampiharana manomboka amin'ny halavan'ny onjam-peo hita maso ka hatramin'ny infrared, tsy misy fidiran'ny taratra ao amin'ny tarika fifandraisana.
④Koefficient tsy lineary faharoa (d33):21 ora hariva/V vs 27 ora hariva/V
Raha ampiasaina amin'ny fampiharana tsy lineary toy ny famokarana harmonic faharoa (SHG), famokarana difference-frequency (DFG), na famokarana sum-frequency (SFG), dia tokony hitovy be ny fahombiazan'ny fiovam-po an'ireo fitaovana roa ireo.
◆ Tombony amin'ny vidiny ny LTOI raha oharina amin'ny LNOI
①Vidiny ambany kokoa amin'ny fanomanana wafer
Mila fametrahana ion He ny LNOI mba hanasarahana ny sosona, izay manana fahombiazana ambany amin'ny ionization. Mifanohitra amin'izany kosa, ny LTOI dia mampiasa fametrahana ion H ho an'ny fanasarahana, mitovy amin'ny SOI, miaraka amin'ny fahombiazana amin'ny delamination avo 10 heny mahery noho ny LNOI. Izany dia miteraka fahasamihafana lehibe amin'ny vidiny ho an'ny wafer 6-inch: $300 raha oharina amin'ny $2000, fihenan'ny vidiny 85%.
2Efa ampiasaina betsaka amin'ny tsena elektronika ho an'ny sivana akostika izy io.(750.000 isan-taona, ampiasain'ny Samsung, Apple, Sony, sns.).
◆ Tombony azo avy amin'ny LTOI raha oharina amin'ny LNOI
①Vitsy kokoa ny lesoka amin'ny fitaovana, malemy kokoa ny fiantraikany amin'ny hazavana, ary maharitra kokoa ny fahamarinan-toerana
Tany am-piandohana, matetika ireo modulator LNOI dia naneho fiovaovan'ny teboka bias, indrindra noho ny fiangonan'ny fiampangana vokatry ny lesoka eo amin'ny interface waveguide. Raha tsy voatsabo, ireo fitaovana ireo dia mety haharitra hatramin'ny iray andro vao milamina. Na izany aza, dia nisy fomba isan-karazany novolavolaina mba handaminana ity olana ity, toy ny fampiasana ny fonony oksida metaly, ny polarization substrate, ary ny annealing, ka mahatonga ity olana ity ho azo fehezina amin'ny ankapobeny ankehitriny.
Mifanohitra amin'izany kosa, vitsy kokoa ny lesoka amin'ny fitaovana ao amin'ny LTOI, ka miteraka fihenan'ny fiovaovan'ny mari-pana. Na dia tsy misy fanodinana fanampiny aza, dia mbola marin-toerana ihany ny teboka fiasan'ny fitaovana. Mitovy amin'izany koa ny vokatra notaterin'ny EPFL, Harvard, ary Zhejiang University. Na izany aza, matetika ny fampitahana dia mampiasa modulator LNOI tsy voatsabo, izay mety tsy ho ara-drariny tanteraka; amin'ny fanodinana, dia mety hitovy ny fahombiazan'ny fitaovana roa tonta. Ny fahasamihafana lehibe dia ny hoe ny LTOI dia mitaky dingana fanodinana fanampiny vitsy kokoa.
2Birefringence ambany kokoa: 0.004 vs 0.07
Mety ho sarotra indraindray ny fisian'ny birefringence avo lenta amin'ny lithium niobate (LNOI), indrindra satria ny fiolahana amin'ny waveguide dia mety hiteraka fifandraisana amin'ny mode sy ny hybridization mode. Ao amin'ny LNOI manify, ny fiolahana amin'ny waveguide dia mety hanova ampahany ny hazavana TE ho hazavana TM, ka hanasarotra ny fanamboarana fitaovana passive sasany, toy ny sivana.
Miaraka amin'ny LTOI, ny birefringence ambany kokoa dia manafoana ity olana ity, izay mety hanamora ny famolavolana fitaovana passive avo lenta. Nitatitra vokatra miavaka ihany koa ny EPFL, tamin'ny fampiasana ny birefringence ambany an'ny LTOI sy ny tsy fisian'ny mode-crossing mba hahazoana ny famokarana comb matetika electro-optic ultra-wide-spectrum miaraka amin'ny fanaraha-maso ny dispersion fisaka manerana ny spectral midadasika. Izany dia niafara tamin'ny bandwidth comb 450 nm mahavariana miaraka amin'ny tsipika comb mihoatra ny 2000, lehibe kokoa noho izay azo tratrarina amin'ny lithium niobate. Raha ampitahaina amin'ny comb matetika optical Kerr, ny comb electro-optic dia manolotra tombony amin'ny tsy fisian'ny threshold ary marin-toerana kokoa, na dia mitaky fidirana microwave avo lenta aza izy ireo.
3Fetra ambony kokoa amin'ny fahasimbana optika
Avo roa heny noho ny an'ny LNOI ny fetran'ny fahasimbana optika an'ny LTOI, izay manome tombony amin'ny fampiharana tsy lineary (ary mety ho fampiharana Coherent Perfect Absorption (CPO) amin'ny ho avy). Tsy azo inoana fa hanimba ny lithium niobate ny haavon'ny herin'ny môdio optika amin'izao fotoana izao.
④Vokatra Raman Ambany
Mifandraika amin'ny fampiharana tsy mitongilana ihany koa izany. Ny Lithium niobate dia manana fiantraikany Raman matanjaka, izay amin'ny fampiharana Kerr optical frequency comb dia mety hiteraka famokarana hazavana Raman tsy ilaina ary hahazo fifaninanana, ka manakana ny x-cut lithium niobate optical frequency comb tsy hahatratra ny toetry ny soliton. Miaraka amin'ny LTOI, ny fiantraikan'ny Raman dia azo sakanana amin'ny alàlan'ny famolavolana ny fironana kristaly, ahafahan'ny x-cut LTOI mahatratra ny famokarana soliton optical frequency comb. Izany dia ahafahana mampiditra monolithic ny soliton optical frequency comb miaraka amin'ny modulators haingam-pandeha, zava-bita izay tsy azo tanterahina amin'ny LNOI.
◆ Nahoana no tsy voaresaka teo aloha ny Lithium Tantalate manify (LTOI)?
Ambany kokoa ny mari-pana Curie an'ny Lithium tantalate raha oharina amin'ny lithium niobate (610°C raha oharina amin'ny 1157°C). Talohan'ny fivoaran'ny teknolojia heterointegration (XOI), dia novokarina tamin'ny fampiasana titanium diffusion ny lithium niobate modulators, izay mitaky fanafanana mihoatra ny 1000°C, ka mahatonga ny LTOI tsy mety. Na izany aza, miaraka amin'ny fiovan'ny fampiasana substrates insulator sy waveguide etching ho an'ny fananganana modulator ankehitriny, dia ampy tsara ny mari-pana Curie 610°C.
◆ Hisolo ny Thin-Film Lithium Niobate (TFLN) ve ny Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI)?
Mifototra amin'ny fikarohana ankehitriny, ny LTOI dia manolotra tombony amin'ny fampisehoana tsy mihetsika, ny fahamarinan-toerana ary ny vidin'ny famokarana amin'ny ambaratonga lehibe, tsy misy lesoka miharihary. Na izany aza, ny LTOI dia tsy mihoatra ny lithium niobate amin'ny fampisehoana modulation, ary ny olana momba ny fahamarinan-toerana amin'ny LNOI dia efa fantatra ny vahaolana. Ho an'ny môdely DR fifandraisana, dia kely dia kely ny fangatahana singa tsy mihetsika (ary azo ampiasaina ny silicon nitride raha ilaina). Fanampin'izany, ilaina ny fampiasam-bola vaovao mba hamerenana amin'ny laoniny ny fizotran'ny etching amin'ny ambaratonga wafer, ny teknika heterointegration, ary ny fitsapana ny fahatokisana (ny fahasarotana amin'ny etching lithium niobate dia tsy ny waveguide fa ny fahazoana etching amin'ny ambaratonga wafer avo lenta). Noho izany, mba hifaninana amin'ny toerana efa misy an'ny lithium niobate, ny LTOI dia mety mila mahita tombony fanampiny. Na izany aza, amin'ny lafiny akademika, ny LTOI dia manolotra fahafahana fikarohana lehibe ho an'ny rafitra tafiditra ao anaty chip, toy ny combs electro-optic octave-spanning, PPLT, soliton sy AWG wavelength division devices, ary array modulators.
Fotoana fandefasana: 08 Novambra 2024