Tantalate Litiam (LTOI) modulator leictreastatach ardluais

Tantalate litiam (LTOI) ardluaismodulator leictrea-optúil

Leanann an trácht sonraí domhanda ag fás, á thiomáint ag glacadh forleathan le teicneolaíochtaí nua mar 5G agus intleacht shaorga (AI), rud a chruthaíonn dúshláin shuntasacha do thrasghlacadóirí ag gach leibhéal de líonraí optúla. Go sonrach, éilíonn teicneolaíocht modulator leictreastatach an chéad ghlúin eile méadú suntasach ar rátaí aistrithe sonraí go 200 Gbps i gcainéal aonair agus í ag laghdú tomhaltas agus costais fuinnimh. Le blianta beaga anuas, tá teicneolaíocht fótóinic sileacain in úsáid go forleathan sa mhargadh transceiver optúla, go príomha mar gheall ar an bhfíric gur féidir fótóinic sileacain a mais-tháirgeadh ag baint úsáide as an bpróiseas CMOS aibí. Mar sin féin, tá dúshláin mhóra le sárú ag modhnóirí leictrea-optaice SOI a bhíonn ag brath ar scaipeadh iompróra maidir le bandaleithead, tomhaltas cumhachta, ionsú saor-iompróra agus neamhlíneacht modhnú. I measc bealaí teicneolaíochta eile sa tionscal tá InP, litiam niobate LNOI scannán tanaí, polaiméirí leictrea-optúla, agus réitigh chomhtháthaithe il-ardán ilchineálach eile. Meastar gurb é LNOI an réiteach is féidir leis an fheidhmíocht is fearr a bhaint amach i modhnú ultra-ardluais agus ísealchumhachta, áfach, tá roinnt dúshlán ann faoi láthair maidir le próiseas agus costas táirgthe mais. Le déanaí, sheol an fhoireann ardán fótóinic chomhtháite litiam tantalate (LTOI) scannán tanaí le hairíonna fótaileictreach den scoth agus déantúsaíocht ar scála mór, a bhfuiltear ag súil go mbeidh feidhmíocht ardáin optúla litiam niobate agus sileacain i go leor iarratais a mheaitseáil nó fiú níos mó ná sin. Mar sin féin, go dtí seo, an gléas lárnach decumarsáid optúil, an modhnóir leictreastatach ultra-ardluais, nach bhfuil fíoraithe i LTOI.

Sa staidéar seo, dhear na taighdeoirí modulator leictreastatach LTOI ar dtús, a bhfuil a struchtúr léirithe i bhFíor 1. Trí dhearadh struchtúr gach ciseal tantalate litiam ar an inslitheoir agus paraiméadair an leictreoid micreathonn, an iomadú. meaitseáil luas micreathonn agus tonn solais samodulator leictrea-optúilréadaithe. Maidir le caillteanas an leictreoid micreathonn a laghdú, mhol na taighdeoirí san obair seo den chéad uair airgead a úsáid mar ábhar leictreoid le seoltacht níos fearr, agus léiríodh go laghdódh an leictreoid airgid an caillteanas micreathonn go 82% i gcomparáid leis an leictreoid óir a úsáidtear go forleathan.

FIG. 1 Struchtúr modulator leictrea-optach LTOI, dearadh meaitseála céim, tástáil caillteanais leictreoid micreathonn.

FIG. Léiríonn 2 gaireas turgnamhach agus torthaí modúlóir leictrea-optúil LTOI le haghaidhdéine modhnaithebraite díreach (IMDD) i gcórais cumarsáide optúla. Léiríonn na turgnaimh gur féidir leis an modúlóir leictreastatach LTOI comharthaí PAM8 a tharchur ag ráta comharthaí 176 GBd le BER tomhaiste de 3.8×10⁻² faoi bhun na tairsí 25% SD-FEC. I gcás 200 GBd PAM4 agus 208 GBd PAM2 araon, bhí BER i bhfad níos ísle ná an tairseach de 15% SD-FEC agus 7% HD-FEC. Léiríonn na torthaí tástála súl agus histeagram i bhFíor 3 go radhairc gur féidir an modúlóir leictreastatach LTOI a úsáid i gcórais chumarsáide ardluais le líneacht ard agus ráta earráide íseal giotán.

FIG. 2 Turgnamh ag baint úsáide as modulator leictrea-optúil LTOI le haghaidhDéine modhnaitheBraite Díreach (IMDD) i gcóras cumarsáide optúla (a) feiste thurgnamhach; (b) An ráta earráide giotán tomhaiste (BER) de chomharthaí PAM8(dearg), PAM4(glas) agus PAM2(gorm) mar fheidhm den ráta comharthaí; (c) Ráta faisnéise inúsáidte asbhainte (AIRM, líne dhearaithe) agus an ráta glansonraí gaolmhar (NDR, líne sholadaigh) le haghaidh tomhais a bhfuil luachanna ráta earráide giotáin acu faoi bhun na teorann 25 % SD-FEC; (d) Léarscáileanna súl agus histeagraim staidrimh faoi mhodhnú PAM2, PAM4, PAM8.

Léiríonn an obair seo an chéad mhodhnóir leictreastatach LTOI ardluais le bandaleithead 3 dB de 110 GHz. I dturgnaimh bhrath díreach tarchuir IMDD modhnúcháin déine, baineann an fheiste glanráta sonraí iompróra aonair de 405 Gbit/s amach, atá inchomparáide leis an bhfeidhmíocht is fearr ar ardáin leictrea-optúla atá ann cheana amhail modhnóirí LNOI agus plasma. Sa todhchaí, ag baint úsáide as níos castaModulator IQdearaí nó teicnící ceartúcháin earráide comhartha níos airde, nó úsáid a bhaint as foshraitheanna caillteanas micreathonn níos ísle mar fhoshraitheanna Grianchloch, táthar ag súil go mbainfidh feistí tantalate litiam rátaí cumarsáide 2 Tbit/s nó níos airde amach. In éineacht le buntáistí sonracha LTOI, mar shampla birefringence níos ísle agus an éifeacht scála mar gheall ar a chur i bhfeidhm go forleathan i margaí scagaire RF eile, soláthróidh teicneolaíocht fhótóinic tantalate litiam réitigh ísealchostais, ísealchumhachta agus ultra-ardluais don chéad ghlúin eile ard. -líonraí cumarsáide optúla luais agus córais fótóinic micreathonn.