Modúlóir leictrea-optúil ardluais litiam tantalate (LTOI)

Tantalait litiam (LTOI) ardluaismodúlóir leictrea-optúil

Leanann trácht sonraí domhanda ag fás, á thiomáint ag glacadh forleathan teicneolaíochtaí nua ar nós 5G agus intleacht shaorga (IS), rud a chruthaíonn dúshláin shuntasacha do tharchuradóirí ag gach leibhéal de líonraí optúla. Go sonrach, éilíonn an chéad ghlúin eile de theicneolaíocht mhodúlóra leictrea-optúil méadú suntasach ar rátaí aistrithe sonraí go 200 Gbps i gcainéal aonair agus ídiú fuinnimh agus costais á laghdú ag an am céanna. Le blianta beaga anuas, tá teicneolaíocht fótóinice sileacain in úsáid go forleathan i margadh an tarchuradóra optúil, den chuid is mó mar gheall ar an bhfíric gur féidir fótóinice sileacain a tháirgeadh go mais ag baint úsáide as an bpróiseas CMOS aibí. Mar sin féin, tá dúshláin mhóra roimh mhodúlóirí leictrea-optúla SOI a bhraitheann ar scaipeadh iompróra i mbandaleithead, i dtomhaltas cumhachta, in ionsú saor-iompróra agus i neamhlíneacht mhodhnúcháin. I measc na mbealaí teicneolaíochta eile sa tionscal tá InP, LNOI niobáit litiam scannáin tanaí, polaiméirí leictrea-optúla, agus réitigh chomhtháthaithe il-ardáin héitearagéineacha eile. Meastar gurb é LNOI an réiteach is féidir leis an bhfeidhmíocht is fearr a bhaint amach i modhnú luas thar a bheith ard agus ísealchumhachta, ach tá roinnt dúshlán ann faoi láthair i dtéarmaí próiseas agus costas táirgthe mais. Le déanaí, sheol an fhoireann ardán fótónach comhtháite scannán tanaí litiam tantalaite (LTOI) a bhfuil airíonna fótaileictreacha den scoth agus monarú ar scála mór aige, a bhfuiltear ag súil go mbeidh sé inchomparáide le feidhmíocht ardáin optúla niobáit litiam agus sileacain i go leor feidhmchlár nó fiú níos fearr ná í. Mar sin féin, go dtí seo, is é croí-ghléas an...cumarsáid optúil, an modúlóir leictrea-optúil ultra-ardluais, níor fíoraíodh in LTOI.

Sa staidéar seo, dhear na taighdeoirí modúlóir leictrea-optúil LTOI ar dtús, a bhfuil a struchtúr le feiceáil i bhFíor 1. Trí dhearadh struchtúr gach ciseal de tantalait litiam ar an inslitheoir agus paraiméadair an leictreoid micreathonnta, meaitseáladh luas iomadúcháin na dtonnta micreathonnta agus an tsolais samodúlóir leictrea-optúilbainte amach. Maidir le caillteanas an leictreoid micreathonn a laghdú, mhol na taighdeoirí sa saothar seo den chéad uair úsáid airgid mar ábhar leictreoid le seoltacht níos fearr, agus léiríodh go laghdaigh an leictreoid airgid an caillteanas micreathonn go 82% i gcomparáid leis an leictreoid óir a úsáidtear go forleathan.

FÍG. 1 Struchtúr modúlóra leictrea-optúil LTOI, dearadh meaitseála céime, tástáil caillteanais leictreoid micreathonnta.

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

FÍG. 2 Turgnamh ag baint úsáide as modúlóir leictrea-optúil LTOI le haghaidhDéine modhnaitheBrath Díreach (IMDD) i gcóras cumarsáide optúil (a) gléas turgnamhach; (b) An ráta earráide giotán tomhaiste (BER) de chomharthaí PAM8 (dearg), PAM4 (uaine) agus PAM2 (gorm) mar fheidhm den ráta comharthaíochta; (c) Ráta faisnéise inúsáidte eastósctha (AIR, líne phósta) agus an ráta glan sonraí gaolmhar (NDR, líne sholadach) le haghaidh tomhais le luachanna ráta earráide giotán faoi bhun na teorann SD-FEC 25%; (d) Léarscáileanna súl agus histeagraim staitistiúla faoi mhodhnú PAM2, PAM4, PAM8.

Léiríonn an saothar seo an chéad mhodúlóir leictrea-optúil LTOI ardluais le bandaleithead 3 dB de 110 GHz. I dturgnaimh tarchuir IMDD le braiteadh díreach modhnú déine, baintear ráta sonraí glan iompróra aonair de 405 Gbit/s amach leis an bhfeiste, atá inchomparáide leis an bhfeidhmíocht is fearr atá ag ardáin leictrea-optúla atá ann cheana féin amhail modúlóirí LNOI agus plasma. Amach anseo, ag baint úsáide as modhnóirí níos casta...Modúlóir IQDearthaí nó teicnící ceartúcháin earráide comhartha níos forbartha, nó foshraitheanna caillteanais micreathonnta níos ísle amhail foshraitheanna grianchloiche, meastar go mbainfidh gléasanna tantalate litiam rátaí cumarsáide de 2 Tbit/s nó níos airde amach. In éineacht le buntáistí sonracha LTOI, amhail dé-athraonadh níos ísle agus an éifeacht scála mar gheall ar a chur i bhfeidhm forleathan i margaí scagairí RF eile, cuirfidh teicneolaíocht fótóinice tantalate litiam réitigh ar chostas íseal, ísealchumhachta agus thar a bheith ardluais ar fáil do líonraí cumarsáide optúla ardluais agus córais fótóinice micreathonnta den chéad ghlúin eile.