Литијум-танталат (ЛТОИ) велика брзинаЕлектро-оптички модулатор
Глобални саобраћај података и даље расте, покреће раширено усвајање нових технологија као што је 5Г и вештачка интелигенција (АИ), која представља значајне изазове за примопредајне плоче на свим нивоима оптичких мрежа. Конкретно, технологија електро-оптичке модулатора следеће генерације захтева значајно повећање стопа преноса података на 200 ГБПС у једном каналу, а смањује потрошњу и трошкове енергије. У последњих неколико година технологија Силицијум фотоницс-а широко се користи на тржишту оптичког примопредајника, углавном због чињенице да се силицијум фотоника може масовно произвести коришћењем зрелог ЦМОС процеса. Међутим, сои електро-оптички модулатори који се ослањају на дисперзију носача суочавају се од великих изазова у шириници ширине, потрошња електричне енергије, слободним апсорпцијом носача и нелинеарности модулације. Остале технолошке руте у индустрији укључују ИНП, танко филм литијум ниобате ЛНОИ, електро-оптичке полимере и остала мулти-платформна хетерогена решења за интеграцију. Сматра се да је ЛНО да је решење које може постићи најбоље перформансе у ултра-великом брзини и ниској модулацији, међутим, тренутно има неке изазове у погледу процеса масовне производње и трошкова. Недавно је тим лансирао литијумски танки филмови интегрисану фотоничку са одличним фотоелектричним својствима и великом производњом производњи, што се очекује да ће се одговарати или чак прелазити перформансе литијум ниобатних и силицијумних оптичких платформи у многим апликацијама. Међутим, до сада је основни уређајоптичка комуникација, Електро-оптички модулатор ултра велике брзине није верификован у ЛТОИ.
У овој студији, истраживачи су прво дизајнирали електро-оптички модулатор ЛТОИ, чија је структура приказана на слици 1. Кроз дизајн структуре сваког слоја литијумског тантала на изолатору и параметри микроталасне електроде, брзину ширења и лагане таласне таласе у токуЕлектро-оптички модулаторсе реализује. У погледу смањења губитка микроталасне електроде, истраживачи на овом делу први пут су предложили употребу сребра као електроде материјала са бољом проводљивошћу, а сребрна електрода је приказана да смањи губитак микроталаса на 82% у поређењу са широко коришћеним златним електродама.
Сл. 1 ЛТОИ Електро-оптичка модулаторска структура, фаза подударања дизајна, тест губитка микроталасне електроде.
Сл. 2 приказује експериментални апарат и резултати ЛТОИ електро-оптичког модулатора заМодулирани интензитетДиректно детекција (ИМДД) у оптичким комуникацијским системима. Експерименти показују да ЛТОИ Електро-оптички модулатор може да преноси пам8 сигнале на брзини знака од 176 ГБД са измереним бером од 3,8 × 10 ° м3 испод 25% прага СД-ФЕЦ. За 200 ГБД Пам4 и 208 ГБД Пам2, БЕР је био знатно нижи од прага од 15% СД-ФЕЦ и 7% ХД-ФЕЦ-а. Резултати испитивања ока и хистограма на слици 3 Визуелно показују да се ЛТОИ електро-оптички модулатор може користити у системима комуникације велике брзине са великом линеарношћу и ниском брзином грешке.
Сл. 2 Експеримент помоћу ЛТОИ Електро-оптичког модулатора заМодулирани интензитетДиректно детекција (ИМДД) у систему оптичког комуникације (а) експериментални уређај; (б) измерене брзине грешке (бер) пам8 (црвене), пам4 (зелене) и пам2 (плаве) сигнале као функција знаковне стопе; (ц) екстрахована употребљива брзина информација (ваздух, испрекидана линија и придружена нето брзина података (НДР, чврста линија) за мерења са вредностима битних грешака испод 25% СД-ФЕЦ лимита; (д) Мапе за очи и статистички хистограми под пам2, пам4, пам8 модулације.
Овај рад показује први високи ЛТОИ електро-оптички модулатор са 3 дБ пропусном ширином од 110 ГХз. У интензивној модулацији Директни експерименти преноса ИМДД, уређај постиже нето стопу података о преносама од 405 Гбит / с, што је упоредиво са најбољим перформансама постојећих електро-оптичких платформи као што су ЛНОИ и плазма модулатори. У будућности, користећи сложенијиИК модулаторДизајни или више напредних техника исправљања сигнала, или коришћење доњих подлога за микровалатесе попут кварцних подлога, очекује се да ће се одредити литијумске танталетне уређаје да постигну стопе комуникације од 2 Тбибице / с или више. У комбинацији са ЛТОИ-овим специфичним предностима, као што су ниже Берефрингенце и ефекат скалира због своје раширене наношење на другим РФ тржиштима филтера, литијумска технологија фотоницс-а пружиће нископрострањују, ниску и ултра-велике решења за нежељену оптичке комуникације са најдубљим оптичким системима и микроталасне фотонике.
Вријеме поште: ДЕЦ-11-2024