హైయర్ ఇంటిగ్రేటెడ్ థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్

అధిక సరళతఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అప్లికేషన్
కమ్యూనికేషన్ సిస్టమ్స్ యొక్క పెరుగుతున్న అవసరాలతో, సిగ్నల్స్ ప్రసార సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరచడానికి, పరిపూరకరమైన ప్రయోజనాలను సాధించడానికి ప్రజలు ఫోటాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లను ఫ్యూజ్ చేస్తారు మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ పుడతాయి. విద్యుచ్ఛక్తిని కాంతిగా మార్చడానికి ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ అవసరంమైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ సిస్టమ్స్, మరియు ఈ కీలక దశ సాధారణంగా మొత్తం సిస్టమ్ పనితీరును నిర్ణయిస్తుంది. రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ డొమైన్‌గా మార్చడం అనలాగ్ సిగ్నల్ ప్రక్రియ, మరియు సాధారణంఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్లుస్వాభావికమైన నాన్ లీనియారిటీని కలిగి ఉంటుంది, మార్పిడి ప్రక్రియలో తీవ్రమైన సిగ్నల్ వక్రీకరణ ఉంది. ఉజ్జాయింపు లీనియర్ మాడ్యులేషన్‌ను సాధించడానికి, మాడ్యులేటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ పాయింట్ సాధారణంగా ఆర్తోగోనల్ బయాస్ పాయింట్‌లో స్థిరంగా ఉంటుంది, అయితే ఇది ఇప్పటికీ మాడ్యులేటర్ యొక్క సరళత కోసం మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ లింక్ యొక్క అవసరాలను తీర్చలేదు. అధిక సరళతతో ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు అత్యవసరంగా అవసరం.

సిలికాన్ పదార్థాల హై-స్పీడ్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ మాడ్యులేషన్ సాధారణంగా ఫ్రీ క్యారియర్ ప్లాస్మా డిస్పర్షన్ (FCD) ప్రభావం ద్వారా సాధించబడుతుంది. FCD ప్రభావం మరియు PN జంక్షన్ మాడ్యులేషన్ రెండూ నాన్ లీనియర్, ఇది సిలికాన్ మాడ్యులేటర్‌ను లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్ కంటే తక్కువ లీనియర్‌గా చేస్తుంది. లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలు అద్భుతమైన ప్రదర్శనఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్వాటి పుకర్ ప్రభావం కారణంగా లక్షణాలు. అదే సమయంలో, లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్, మంచి మాడ్యులేషన్ లక్షణాలు, తక్కువ నష్టం, సులభమైన ఏకీకరణ మరియు సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియతో అనుకూలత, సిలికాన్‌తో పోలిస్తే అధిక-పనితీరు గల ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్‌ను తయారు చేయడానికి సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్‌ను ఉపయోగించడం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది. దాదాపు "షార్ట్ ప్లేట్" లేదు, కానీ అధిక సరళతను సాధించడానికి కూడా. ఇన్సులేటర్‌పై థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (LNOI) ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ ఒక ఆశాజనకమైన అభివృద్ధి దిశగా మారింది. థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ ప్రిపరేషన్ టెక్నాలజీ మరియు వేవ్‌గైడ్ ఎచింగ్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ యొక్క అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం మరియు అధిక ఏకీకరణ అంతర్జాతీయ విద్యా మరియు పరిశ్రమల రంగంగా మారింది.

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క లక్షణాలు
యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లో DAP AR ప్లానింగ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలపై ఈ క్రింది మూల్యాంకనాన్ని చేసింది: ఎలక్ట్రానిక్ విప్లవం యొక్క కేంద్రం దానిని సాధ్యం చేసే సిలికాన్ పదార్థం పేరు పెట్టినట్లయితే, ఫోటోనిక్స్ విప్లవం యొక్క జన్మస్థలం లిథియం నియోబేట్ పేరు పెట్టబడుతుంది. . ఎందుకంటే లిథియం నియోబేట్ ఆప్టిక్స్ రంగంలో సిలికాన్ మెటీరియల్స్ లాగానే ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, అకౌస్టో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మరియు ఫోటో రిఫ్రాక్టివ్ ఎఫెక్ట్‌లను ఏకీకృతం చేస్తుంది.

ఆప్టికల్ ట్రాన్స్‌మిషన్ లక్షణాల పరంగా, సాధారణంగా ఉపయోగించే 1550nm బ్యాండ్‌లో కాంతిని గ్రహించడం వల్ల ఇన్‌పి మెటీరియల్ ఆన్-చిప్ ట్రాన్స్‌మిషన్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంది. SiO2 మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ ఉత్తమ ప్రసార లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు నష్టం ~ 0.01dB/cm స్థాయికి చేరుకుంటుంది; ప్రస్తుతం, థిన్-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క వేవ్‌గైడ్ నష్టం 0.03dB/cm స్థాయికి చేరుకుంటుంది మరియు థిన్-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క నష్టాన్ని సాంకేతిక స్థాయి యొక్క నిరంతర అభివృద్ధితో మరింత తగ్గించే అవకాశం ఉంది. భవిష్యత్తు. అందువల్ల, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థం కిరణజన్య సంయోగక్రియ మార్గం, షంట్ మరియు మైక్రోరింగ్ వంటి నిష్క్రియ కాంతి నిర్మాణాలకు మంచి పనితీరును చూపుతుంది.

కాంతి ఉత్పత్తి పరంగా, InP మాత్రమే నేరుగా కాంతిని విడుదల చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది; అందువల్ల, మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్‌ల అప్లికేషన్ కోసం, బ్యాక్‌లోడింగ్ వెల్డింగ్ లేదా ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ద్వారా LNOI ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్‌పై InP ఆధారిత కాంతి మూలాన్ని పరిచయం చేయడం అవసరం. కాంతి మాడ్యులేషన్ పరంగా, ఇన్‌పి మరియు సి కంటే సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ పెద్ద మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్, తక్కువ హాఫ్-వేవ్ వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ ట్రాన్స్‌మిషన్ నష్టాన్ని సాధించడం సులభం అని పైన నొక్కి చెప్పబడింది. అంతేకాకుండా, అన్ని మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అనువర్తనాలకు సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాల ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్ యొక్క అధిక సరళత అవసరం.

ఆప్టికల్ రూటింగ్ పరంగా, థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ యొక్క హై స్పీడ్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ రెస్పాన్స్ LNOI ఆధారిత ఆప్టికల్ స్విచ్‌ను హై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ రూటింగ్ స్విచింగ్ చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగిస్తుంది మరియు అటువంటి హై-స్పీడ్ స్విచింగ్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగం కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క సాధారణ అప్లికేషన్ కోసం, ఆప్టికల్‌గా నియంత్రించబడే బీమ్‌ఫార్మింగ్ చిప్ ఫాస్ట్ బీమ్ స్కానింగ్ అవసరాలను తీర్చడానికి హై-స్పీడ్ స్విచింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది మరియు అల్ట్రా-తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం యొక్క లక్షణాలు పెద్ద అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. -స్థాయి దశల శ్రేణి వ్యవస్థ. InP ఆధారిత ఆప్టికల్ స్విచ్ హై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ పాత్ స్విచింగ్‌ను కూడా గ్రహించగలిగినప్పటికీ, ఇది పెద్ద శబ్దాన్ని పరిచయం చేస్తుంది, ప్రత్యేకించి బహుళస్థాయి ఆప్టికల్ స్విచ్ క్యాస్కేడ్ అయినప్పుడు, శబ్దం గుణకం తీవ్రంగా క్షీణిస్తుంది. సిలికాన్, SiO2 మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ పదార్థాలు థర్మో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్ లేదా క్యారియర్ డిస్పర్షన్ ఎఫెక్ట్ ద్వారా ఆప్టికల్ మార్గాలను మాత్రమే మార్చగలవు, ఇది అధిక శక్తి వినియోగం మరియు నెమ్మదిగా మారే వేగం యొక్క ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంటుంది. దశలవారీ శ్రేణి యొక్క శ్రేణి పరిమాణం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, అది విద్యుత్ వినియోగం యొక్క అవసరాలను తీర్చదు.

ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్ పరంగా, దిసెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOA) InP ఆధారంగా వాణిజ్య ఉపయోగం కోసం పరిపక్వం చెందింది, అయితే ఇది అధిక శబ్దం గుణకం మరియు తక్కువ సంతృప్త అవుట్‌పుట్ శక్తి యొక్క ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంది, ఇది మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్‌ల అనువర్తనానికి అనుకూలంగా లేదు. పీరియాడిక్ యాక్టివేషన్ మరియు ఇన్‌వర్షన్ ఆధారంగా థిన్-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క పారామెట్రిక్ యాంప్లిఫికేషన్ ప్రాసెస్ తక్కువ శబ్దం మరియు అధిక పవర్ ఆన్-చిప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్‌ను సాధించగలదు, ఇది ఆన్-చిప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ అవసరాలను బాగా తీర్చగలదు.

కాంతి గుర్తింపు పరంగా, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ 1550 nm బ్యాండ్‌లో కాంతికి మంచి ప్రసార లక్షణాలను కలిగి ఉంది. మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అనువర్తనాల కోసం, చిప్‌లో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి అవసరాలను తీర్చడానికి ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి యొక్క పనితీరును గ్రహించడం సాధ్యం కాదు. InGaAs లేదా Ge-Si డిటెక్షన్ యూనిట్‌లను LNOI ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్‌లపై బ్యాక్‌లోడింగ్ వెల్డింగ్ లేదా ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ద్వారా పరిచయం చేయాలి. ఆప్టికల్ ఫైబర్‌తో కలపడం పరంగా, ఆప్టికల్ ఫైబర్ కూడా SiO2 మెటీరియల్ అయినందున, SiO2 వేవ్‌గైడ్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్‌తో అత్యధిక మ్యాచింగ్ డిగ్రీని కలిగి ఉంటుంది మరియు కలపడం అత్యంత అనుకూలమైనది. థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క గట్టిగా నిరోధిత వేవ్‌గైడ్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ వ్యాసం సుమారు 1μm, ఇది ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ నుండి చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్‌తో సరిపోలడానికి సరైన మోడ్ స్పాట్ ట్రాన్స్‌ఫర్మేషన్ తప్పనిసరిగా చేయాలి.

ఏకీకరణ పరంగా, వివిధ పదార్థాలు అధిక ఏకీకరణ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయా అనేది ప్రధానంగా వేవ్‌గైడ్ యొక్క బెండింగ్ వ్యాసార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (వేవ్‌గైడ్ మోడ్ ఫీల్డ్ యొక్క పరిమితి ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది). గట్టిగా నిరోధిత వేవ్‌గైడ్ ఒక చిన్న బెండింగ్ వ్యాసార్థాన్ని అనుమతిస్తుంది, ఇది అధిక ఏకీకరణ యొక్క సాక్షాత్కారానికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, సన్నని-పొర లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్‌లు అధిక ఏకీకరణను సాధించగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క రూపాన్ని లిథియం నియోబేట్ పదార్థం నిజంగా ఆప్టికల్ "సిలికాన్" పాత్రను పోషించడం సాధ్యం చేస్తుంది. మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ల అప్లికేషన్ కోసం, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరింత స్పష్టంగా ఉన్నాయి.