అధిక ఇంటిగ్రేటెడ్ సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్

అధిక సరళతఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అప్లికేషన్
కమ్యూనికేషన్ వ్యవస్థల యొక్క పెరుగుతున్న అవసరాలతో, సిగ్నల్స్ యొక్క ప్రసార సామర్థ్యాన్ని మరింత మెరుగుపరచడానికి, ప్రజలు పరిపూరకరమైన ప్రయోజనాలను సాధించడానికి ఫోటాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లను ఫ్యూజ్ చేస్తారు మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్స్ పుడుతుంది. విద్యుత్తును కాంతిగా మార్చడానికి ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ అవసరంమైక్రోవేవ్ ఫోటోనిక్ సిస్టమ్స్, మరియు ఈ కీ దశ సాధారణంగా మొత్తం వ్యవస్థ యొక్క పనితీరును నిర్ణయిస్తుంది. రేడియో ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌ను ఆప్టికల్ డొమైన్‌గా మార్చడం అనలాగ్ సిగ్నల్ ప్రక్రియ, మరియు సాధారణం కాబట్టిఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్లుస్వాభావిక నాన్ లీనియారిటీని కలిగి ఉండండి, మార్పిడి ప్రక్రియలో తీవ్రమైన సిగ్నల్ వక్రీకరణ ఉంది. సుమారుగా సరళ మాడ్యులేషన్ సాధించడానికి, మాడ్యులేటర్ యొక్క ఆపరేటింగ్ పాయింట్ సాధారణంగా ఆర్తోగోనల్ బయాస్ పాయింట్ వద్ద పరిష్కరించబడుతుంది, అయితే ఇది ఇప్పటికీ మాడ్యులేటర్ యొక్క సరళత కోసం మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ లింక్ యొక్క అవసరాలను తీర్చదు. అధిక సరళత కలిగిన ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు అత్యవసరంగా అవసరం.

సిలికాన్ పదార్థాల యొక్క హై-స్పీడ్ రిఫ్రాక్టివ్ ఇండెక్స్ మాడ్యులేషన్ సాధారణంగా ఉచిత క్యారియర్ ప్లాస్మా డిస్పర్షన్ (ఎఫ్‌సిడి) ప్రభావం ద్వారా సాధించబడుతుంది. FCD ప్రభావం మరియు PN జంక్షన్ మాడ్యులేషన్ రెండూ నాన్ లీనియర్, ఇది సిలికాన్ మాడ్యులేటర్‌ను లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్ కంటే తక్కువ సరళంగా చేస్తుంది. లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలు అద్భుతమైన ప్రదర్శిస్తాయిఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్వాటి పుకర్ ప్రభావం కారణంగా లక్షణాలు. అదే సమయంలో, లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్, మంచి మాడ్యులేషన్ లక్షణాలు, తక్కువ నష్టం, సులువుగా సమైక్యత మరియు సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియతో అనుకూలత, సిలికాన్ దాదాపు “షార్ట్ ప్లేట్” తో పోలిస్తే, అధిక-పనితీరు గల ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్ చేయడానికి సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి, కానీ అధిక సరళతకు కూడా. సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ (LNOI) ఇన్సులేటర్‌పై ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ మంచి అభివృద్ధి దిశగా మారింది. సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ ప్రిపరేషన్ టెక్నాలజీ మరియు వేవ్‌గైడ్ ఎచింగ్ టెక్నాలజీని అభివృద్ధి చేయడంతో, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఎలెక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ యొక్క అధిక మార్పిడి సామర్థ్యం మరియు అధిక సమైక్యత అంతర్జాతీయ అకాడెమియా మరియు పరిశ్రమల రంగంగా మారింది.

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క లక్షణాలు
యునైటెడ్ స్టేట్స్లో DAP AR ప్లానింగ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాల యొక్క ఈ క్రింది మూల్యాంకనం చేసింది: ఎలక్ట్రానిక్ విప్లవం యొక్క కేంద్రానికి సిలికాన్ పదార్థం పేరు పెట్టబడితే అది సాధ్యమవుతుంది, అప్పుడు ఫోటోనిక్స్ విప్లవం యొక్క జన్మస్థలం లిథియం నియోబేట్ పేరు పెట్టబడుతుంది. ఎందుకంటే లిథియం నియోబేట్ ఎలెక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, ఎకౌస్టో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్, థర్మోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ మరియు ఫోటోరిఫ్రాక్టివ్ ఎఫెక్ట్ ఒకదానిలో ఒకటి, ఆప్టిక్స్ రంగంలో సిలికాన్ పదార్థాల మాదిరిగానే.

ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిషన్ లక్షణాల పరంగా, సాధారణంగా ఉపయోగించే 1550NM బ్యాండ్‌లో కాంతిని గ్రహించడం వల్ల INP పదార్థం అతిపెద్ద ఆన్-చిప్ ట్రాన్స్మిషన్ నష్టాన్ని కలిగి ఉంది. SIO2 మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ ఉత్తమ ప్రసార లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి మరియు నష్టం ~ 0.01DB/cm స్థాయికి చేరుకోవచ్చు; ప్రస్తుతం, సన్నని-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క వేవ్‌గైడ్ నష్టం 0.03 డిబి/సెం.మీ స్థాయికి చేరుకోగలదు, మరియు సన్నని-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ కోల్పోవడం భవిష్యత్తులో సాంకేతిక స్థాయి యొక్క నిరంతర మెరుగుదలతో మరింత తగ్గించే అవకాశం ఉంది. అందువల్ల, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ కిరణజన్య సంయోగ మార్గం, షంట్ మరియు మైక్రోరింగ్ వంటి నిష్క్రియాత్మక కాంతి నిర్మాణాలకు మంచి పనితీరును చూపుతుంది.

కాంతి తరం పరంగా, INP మాత్రమే కాంతిని నేరుగా విడుదల చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది; అందువల్ల, మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ల అనువర్తనం కోసం, బ్యాక్‌లోడింగ్ వెల్డింగ్ లేదా ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల ద్వారా LNOI ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్‌లో INP ఆధారిత కాంతి మూలాన్ని ప్రవేశపెట్టడం అవసరం. లైట్ మాడ్యులేషన్ పరంగా, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాన్ని INP మరియు SI కన్నా పెద్ద మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్, తక్కువ హాఫ్-వేవ్ వోల్టేజ్ మరియు తక్కువ ప్రసార నష్టాన్ని సాధించడం సులభం అని పైన నొక్కి చెప్పబడింది. అంతేకాకుండా, అన్ని మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అనువర్తనాలకు సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాల యొక్క ఎలెక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్ యొక్క అధిక సరళత అవసరం.

ఆప్టికల్ రౌటింగ్ పరంగా, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ యొక్క హై స్పీడ్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రతిస్పందన హై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ రౌటింగ్ స్విచింగ్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్న LNOI ఆధారిత ఆప్టికల్ స్విచ్ చేస్తుంది మరియు అటువంటి హై-స్పీడ్ స్విచింగ్ యొక్క విద్యుత్ వినియోగం కూడా చాలా తక్కువ. ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క విలక్షణమైన అనువర్తనం కోసం, ఆప్టికల్‌గా నియంత్రిత బీమ్‌ఫార్మింగ్ చిప్ వేగవంతమైన బీమ్ స్కానింగ్ యొక్క అవసరాలను తీర్చడానికి హై-స్పీడ్ స్విచింగ్ యొక్క సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు అల్ట్రా-తక్కువ విద్యుత్ వినియోగం యొక్క లక్షణాలు పెద్ద-స్థాయి దశల శ్రేణి వ్యవస్థ యొక్క కఠినమైన అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉంటాయి. INP ఆధారిత ఆప్టికల్ స్విచ్ హై-స్పీడ్ ఆప్టికల్ పాత్ స్విచింగ్‌ను కూడా గ్రహించగలిగినప్పటికీ, ఇది పెద్ద శబ్దాన్ని పరిచయం చేస్తుంది, ప్రత్యేకించి మల్టీలెవల్ ఆప్టికల్ స్విచ్ క్యాస్కేడ్ అయినప్పుడు, శబ్దం గుణకం తీవ్రంగా క్షీణిస్తుంది. సిలికాన్, SIO2 మరియు సిలికాన్ నైట్రైడ్ పదార్థాలు థర్మో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్ లేదా క్యారియర్ డిస్పర్షన్ ఎఫెక్ట్ ద్వారా మాత్రమే ఆప్టికల్ మార్గాలను మార్చగలవు, ఇది అధిక విద్యుత్ వినియోగం మరియు నెమ్మదిగా మారే వేగం యొక్క ప్రతికూలతలను కలిగి ఉంటుంది. దశల శ్రేణి యొక్క శ్రేణి పరిమాణం పెద్దగా ఉన్నప్పుడు, అది విద్యుత్ వినియోగం యొక్క అవసరాలను తీర్చదు.

ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్ పరంగా, దిసెమీకండక్టర్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫైయర్ (SOA. ఆవర్తన క్రియాశీలత మరియు విలోమం ఆధారంగా సన్నని-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క పారామెట్రిక్ యాంప్లిఫికేషన్ ప్రక్రియ తక్కువ శబ్దం మరియు అధిక శక్తిని ఆన్-చిప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్‌ను సాధించగలదు, ఇది ఆన్-చిప్ ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క అవసరాలను బాగా తీర్చగలదు.

లైట్ డిటెక్షన్ పరంగా, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ 1550 ఎన్ఎమ్ బ్యాండ్‌లో కాంతికి మంచి ప్రసార లక్షణాలను కలిగి ఉంది. ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి యొక్క పనితీరును గ్రహించలేము, కాబట్టి మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అనువర్తనాల కోసం, చిప్‌లో ఫోటోఎలెక్ట్రిక్ మార్పిడి యొక్క అవసరాలను తీర్చడానికి. బ్యాక్‌లోడింగ్ వెల్డింగ్ లేదా ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల ద్వారా INGAAS లేదా GE-SI డిటెక్షన్ యూనిట్లను LNOI ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ చిప్‌లపై ప్రవేశపెట్టాలి. ఆప్టికల్ ఫైబర్‌తో కలపడం పరంగా, ఆప్టికల్ ఫైబర్ SIO2 పదార్థం కాబట్టి, SIO2 వేవ్‌గైడ్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్‌తో అత్యధిక మ్యాచింగ్ డిగ్రీని కలిగి ఉంది మరియు కలపడం చాలా సౌకర్యవంతంగా ఉంటుంది. సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క బలంగా పరిమితం చేయబడిన వేవ్‌గైడ్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ వ్యాసం 1μm, ఇది ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్ నుండి చాలా భిన్నంగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మోడ్ ఫీల్డ్‌తో సరిపోలడానికి సరైన మోడ్ స్పాట్ ట్రాన్స్ఫర్మేషన్ చేయాలి.

ఇంటిగ్రేషన్ పరంగా, వివిధ పదార్థాలు అధిక సమైక్యత సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉన్నాయా అనేది ప్రధానంగా వేవ్‌గైడ్ యొక్క బెండింగ్ వ్యాసార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది (వేవ్‌గైడ్ మోడ్ ఫీల్డ్ యొక్క పరిమితి ద్వారా ప్రభావితమవుతుంది). బలంగా పరిమితం చేయబడిన వేవ్‌గైడ్ చిన్న బెండింగ్ వ్యాసార్థాన్ని అనుమతిస్తుంది, ఇది అధిక సమైక్యత యొక్క సాక్షాత్కారానికి మరింత అనుకూలంగా ఉంటుంది. అందువల్ల, సన్నని-ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్‌లు అధిక సమైక్యతను సాధించే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి. అందువల్ల, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క రూపాన్ని లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ నిజంగా ఆప్టికల్ “సిలికాన్” పాత్రను పోషించడం సాధ్యపడుతుంది. మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ల అనువర్తనం కోసం, సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరింత స్పష్టంగా కనిపిస్తాయి.