సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ యొక్క నిర్మాణం మరియు పనితీరుకు పరిచయం

నిర్మాణం మరియు పనితీరుకు పరిచయంపలుచని పొర లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్
An ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్పలుచని పొర లిథియం నియోబేట్ యొక్క విభిన్న నిర్మాణాలు, తరంగదైర్ఘ్యాలు మరియు ప్లాట్‌ఫారమ్‌ల ఆధారంగా, మరియు వివిధ రకాల సమగ్ర పనితీరు పోలికEOM మాడ్యులేటర్లుఅలాగే పరిశోధన మరియు అనువర్తనం యొక్క విశ్లేషణపలుచని పొర లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్లుఇతర రంగాలలో.

1. నాన్ రెసోనెంట్ కావిటీ థిన్ ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్
ఈ రకమైన మాడ్యులేటర్ లిథియం నియోబేట్ క్రిస్టల్ యొక్క అద్భుతమైన ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ప్రభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు అధిక-వేగవంతమైన మరియు సుదూర ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌ను సాధించడానికి ఇది ఒక కీలకమైన పరికరం. ఇందులో మూడు ప్రధాన నిర్మాణాలు ఉన్నాయి:
1.1 ట్రావెలింగ్ వేవ్ ఎలక్ట్రోడ్ MZI మాడ్యులేటర్: ఇది అత్యంత సాధారణమైన డిజైన్. హార్వర్డ్ విశ్వవిద్యాలయంలోని లోన్‌చార్ పరిశోధనా బృందం 2018లో మొట్టమొదట ఒక అధిక-పనితీరు గల వెర్షన్‌ను సాధించింది. ఆ తర్వాత క్వార్ట్జ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై ఆధారపడిన కెపాసిటివ్ లోడింగ్ (అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ కానీ సిలికాన్-ఆధారిత వాటితో అనుకూలత లేదు) మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ హోలోయింగ్ ఆధారంగా సిలికాన్-ఆధారిత అనుకూలత వంటి మెరుగుదలలతో, అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ (>67 GHz) మరియు అధిక-వేగ సిగ్నల్ (112 Gbit/s PAM4 వంటివి) ప్రసారాన్ని సాధించింది.
1.2 ఫోల్డింగ్ MZI మాడ్యులేటర్: పరికరం పరిమాణాన్ని తగ్గించడానికి మరియు QSFP-DD వంటి కాంపాక్ట్ మాడ్యూల్స్‌కు అనుగుణంగా మార్చడానికి, పరికరం పొడవును సగానికి తగ్గించి 60 GHz బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సాధించడానికి పోలరైజేషన్ ట్రీట్‌మెంట్, క్రాస్ వేవ్‌గైడ్ లేదా ఇన్వర్టెడ్ మైక్రోస్ట్రక్చర్ ఎలక్ట్రోడ్‌లను ఉపయోగిస్తారు.
1.3 సింగిల్/డ్యూయల్ పోలరైజేషన్ కోహెరెంట్ ఆర్థోగోనల్ (IQ) మాడ్యులేటర్: ప్రసార రేటును మెరుగుపరచడానికి ఉన్నత-శ్రేణి మాడ్యులేషన్ ఫార్మాట్‌ను ఉపయోగిస్తుంది. సన్ యట్ సెన్ విశ్వవిద్యాలయంలోని కై పరిశోధన బృందం 2020లో మొట్టమొదటి ఆన్-చిప్ సింగిల్ పోలరైజేషన్ IQ మాడ్యులేటర్‌ను సాధించింది. భవిష్యత్తులో అభివృద్ధి చేయబడిన డ్యూయల్ పోలరైజేషన్ IQ మాడ్యులేటర్ మెరుగైన పనితీరును కలిగి ఉంది, మరియు క్వార్ట్జ్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై ఆధారపడిన వెర్షన్ 1.96 Tbit/s సింగిల్ వేవ్‌లెంగ్త్ ప్రసార రేటు రికార్డును నెలకొల్పింది.

2. రెసొనెంట్ కావిటీ రకం సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్
అతి చిన్న మరియు అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ మాడ్యులేటర్‌లను సాధించడానికి, వివిధ రకాల రెసొనెంట్ కావిటీ నిర్మాణాలు అందుబాటులో ఉన్నాయి:
2.1 ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్ (PC) మరియు మైక్రో రింగ్ మాడ్యులేటర్: రోచెస్టర్ విశ్వవిద్యాలయంలోని లిన్ పరిశోధన బృందం మొట్టమొదటి అధిక-పనితీరు గల ఫోటోనిక్ క్రిస్టల్ మాడ్యులేటర్‌ను అభివృద్ధి చేసింది. దీనికి అదనంగా, సిలికాన్ లిథియం నియోబేట్ హెటెరోజీనియస్ ఇంటిగ్రేషన్ మరియు హోమోజీనియస్ ఇంటిగ్రేషన్ ఆధారంగా మైక్రో రింగ్ మాడ్యులేటర్లు కూడా ప్రతిపాదించబడ్డాయి, ఇవి అనేక GHz బ్యాండ్‌విడ్త్‌లను సాధించాయి.
2.2 బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ రెసొనెంట్ కావిటీ మాడ్యులేటర్: ఇందులో ఫాబ్రీ పెరోట్ (FP) కావిటీ, వేవ్‌గైడ్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ (WBG), మరియు స్లో లైట్ (SL) మాడ్యులేటర్ ఉంటాయి. ఈ నిర్మాణాలు పరిమాణం, ప్రాసెస్ టాలరెన్స్‌లు మరియు పనితీరును సమతుల్యం చేయడానికి రూపొందించబడ్డాయి, ఉదాహరణకు, ఒక 2 × 2 FP రెసొనెంట్ కావిటీ మాడ్యులేటర్ 110 GHz మించిన అత్యంత పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సాధిస్తుంది. కపుల్డ్ బ్రాగ్ గ్రేటింగ్ ఆధారిత స్లో లైట్ మాడ్యులేటర్ పని చేసే బ్యాండ్‌విడ్త్ పరిధిని విస్తరిస్తుంది.

3. భిన్నమైన సమీకృత సన్నని పొర లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్
సిలికాన్ ఆధారిత ప్లాట్‌ఫారమ్‌లపై CMOS టెక్నాలజీ యొక్క అనుకూలతను లిథియం నియోబేట్ యొక్క అద్భుతమైన మాడ్యులేషన్ పనితీరుతో కలపడానికి మూడు ప్రధాన ఇంటిగ్రేషన్ పద్ధతులు ఉన్నాయి:
3.1 బంధ రకం భిన్నజాతి ఏకీకరణ: బెంజోసైక్లోబ్యూటీన్ (BCB) లేదా సిలికాన్ డయాక్సైడ్‌తో నేరుగా బంధించడం ద్వారా, పలుచని పొర లిథియం నియోబేట్‌ను సిలికాన్ లేదా సిలికాన్ నైట్రైడ్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌కు బదిలీ చేస్తారు, దీనివల్ల వేఫర్ స్థాయిలో, అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థిరమైన ఏకీకరణ సాధ్యమవుతుంది. ఈ మాడ్యులేటర్ అధిక బ్యాండ్‌విడ్త్ (>70 GHz, 110 GHz కూడా మించి) మరియు అధిక-వేగ సిగ్నల్ ప్రసార సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తుంది.
3.2 డిపోజిషన్ వేవ్‌గైడ్ మెటీరియల్ హెటెరోజీనియస్ ఇంటిగ్రేషన్: పలుచని పొర లిథియం నియోబేట్‌పై సిలికాన్ లేదా సిలికాన్ నైట్రైడ్‌ను లోడ్ వేవ్‌గైడ్‌గా డిపాజిట్ చేయడం ద్వారా కూడా సమర్థవంతమైన ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్‌ను సాధించవచ్చు.
3.3 మైక్రో ట్రాన్స్‌ఫర్ ప్రింటింగ్ (μ TP) హెటెరోజీనియస్ ఇంటిగ్రేషన్: ఇది భారీస్థాయి ఉత్పత్తి కోసం ఉపయోగించబడుతుందని భావిస్తున్న ఒక సాంకేతికత. ఇది సంక్లిష్టమైన పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్‌ను నివారించి, అధిక-ఖచ్చితత్వ పరికరాల ద్వారా ముందుగా తయారు చేయబడిన ఫంక్షనల్ పరికరాలను టార్గెట్ చిప్‌లకు బదిలీ చేస్తుంది. దీనిని సిలికాన్ నైట్రైడ్ మరియు సిలికాన్-ఆధారిత ప్లాట్‌ఫారమ్‌లకు విజయవంతంగా వర్తింపజేసి, పదుల గిగాహెర్ట్జ్‌ల బ్యాండ్‌విడ్త్‌లను సాధించారు.

సారాంశంలో, ఈ వ్యాసం అధిక పనితీరు మరియు పెద్ద బ్యాండ్‌విడ్త్ గల నాన్-రెసొనెంట్ కావిటీ నిర్మాణాలను సాధించడం, సూక్ష్మీకరించిన రెసొనెంట్ కావిటీ నిర్మాణాలను అన్వేషించడం, మరియు పరిణతి చెందిన సిలికాన్ ఆధారిత ఫోటోనిక్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లతో ఏకీకృతం చేయడం వంటి అంశాలతో, పలుచని పొర లిథియం నియోబేట్ ప్లాట్‌ఫారమ్‌లపై ఆధారపడిన ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ల సాంకేతిక మార్గసూచిని క్రమపద్ధతిలో వివరిస్తుంది. సాంప్రదాయ మాడ్యులేటర్ల పనితీరులోని అవరోధాలను అధిగమించి, అధిక-వేగ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్‌ను సాధించడంలో పలుచని పొర లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్ల యొక్క అపారమైన సామర్థ్యాన్ని మరియు నిరంతర పురోగతిని ఇది ప్రదర్శిస్తుంది.