Photodetector litiam niobate litiam scannán tanaí (LN)

Photodetector litiam niobate litiam scannán tanaí (LN)

Tá struchtúr criostail uathúil agus éifeachtaí fisiciúla saibhre ag litiam niobate (LN), amhail éifeachtaí neamhlíneach, éifeachtaí leictrea-optúla, éifeachtaí pyroelectric, agus éifeachtaí piezoelectric. Ag an am céanna, tá na buntáistí a bhaineann le fuinneog trédhearcachta optúil leathanbhanda agus le cobhsaíocht fhadtéarmach. Fágann na tréithe seo go bhfuil LN mar ardán tábhachtach don ghlúin nua de fhótóiní comhtháite. I bhfeistí optúla agus i gcórais optoelectronic, is féidir le tréithe LN feidhmeanna agus feidhmíocht shaibhir a sholáthar, forbairt na cumarsáide optúla, ríomhaireacht optúil, agus réimsí braite optúla a chur chun cinn. Mar sin féin, mar gheall ar airíonna lag ionsúcháin agus inslithe niobate litiam, tá fadhb na mbrath deacair fós ag cur i bhfeidhm comhtháite niobate litiam. Le blianta beaga anuas, tá na tuarascálacha sa réimse seo den chuid is mó i measc na bhfóta -fhóta -théamaí comhtháite agus na bhfóta -fhóta -fhóta -fheidhmithe.
Is iondúil go ndírítear ar an bhfóta-fhóta-chomhtháite waveguide atá bunaithe ar niobate litiam ar an mbanna C cumarsáide optúil (1525-1565Nm). I dtéarmaí na feidhme, imríonn LN ról na dtonnta treoraithe den chuid is mó, agus braitheann an fheidhm braite optoelectronic go príomha ar leathsheoltóirí amhail silicon, leathsheoltóirí cúnga bandap, agus ábhair dháthoiseacha. In ailtireacht den sórt sin, tarchuirtear solas trí thonnchruthanna optúla litiam niobte le caillteanas íseal, agus ansin glacann ábhair leathsheoltóra eile iad bunaithe ar éifeachtaí fótaileictreacha (mar shampla fótachóip nó éifeachtaí fótavoltacha) chun tiúchan iompróra a mhéadú agus é a thiontú ina chomharthaí leictreacha le haghaidh aschuir. Is iad na buntáistí ná bandaleithead ard oibriúcháin (~ GHz), voltas oibriúcháin íseal, méid beag, agus comhoiriúnacht le comhtháthú sliseanna fótóinigh. Mar sin féin, mar gheall ar dheighilt spásúil na n -ábhar litiam niobate agus leathsheoltóra, cé go ndéanann siad gach ceann acu a bhfeidhmeanna féin, níl ról ag LN ach i dtonnta a threorú agus níor baineadh úsáid mhaith as airíonna eachtracha eile den scoth. Ní imríonn ábhair leathsheoltóra ach ról i gcomhshó fótaileictreach agus níl easpa cúplála comhlántach lena chéile acu, agus mar thoradh air sin tá banna oibriúcháin sách teoranta. Maidir le cur i bhfeidhm sonrach, bíonn caillteanais shuntasacha agus riachtanais dhiana phróisis mar thoradh ar chúpláil an tsolais ón bhfoinse solais go dtí an litiam niobate. Ina theannta sin, tá sé deacair cumhacht optúil iarbhír an tsolais a ionradaíodh ar an gcainéal feiste leathsheoltóra sa réigiún cúplála a chalabrú, rud a chuireann teorainn lena fheidhmíocht braite.
An traidisiúntafóta -theicteoiríIs iondúil go n -úsáidtear le haghaidh feidhmchlár íomháithe bunaithe ar ábhair leathsheoltóra. Dá bhrí sin, i gcás litiam niobte, is cinnte nach bhfuil taighdeoirí fóta -fhóta -ordaithe i bhfabhar a ráta ionsúcháin solais íseal agus airíonna inslithe, agus fiú pointe deacair sa réimse. Mar sin féin, tá dóchas ag baint le forbairt na teicneolaíochta heitrea -fheidhmithe le blianta beaga anuas chun taighde a dhéanamh ar fhóta -théamaí litiam niobate -bhunaithe. Is féidir ábhair eile a bhfuil ionsú solais láidir nó seoltacht den scoth acu a chomhtháthú go ilchineálach le litiam niobate chun a chuid easnamh a chúiteamh. Ag an am céanna, is féidir na tréithe pyroelectric a spreag an polarú spontáineach de niobate litiam mar gheall ar a anisotrópacht struchtúrach a rialú trí athrú go teas faoi ionradaíocht solais, rud a athraíonn na tréithe pyroelectric le haghaidh braite optoelectronic. Tá na buntáistí a bhaineann le leathanbhanda agus féin -thiomáint ag an éifeacht theirmeach seo, agus is féidir é a chomhlánú agus a chomhleá go maith le hábhair eile. D'oscail úsáid sioncronach na n -éifeachtaí teirmeacha agus fótaileictreacha ré nua do fhóta -théamaí litiam niobte -bhunaithe, ag cur ar chumas feistí na buntáistí a bhaineann leis an dá éifeacht a chur le chéile. Agus chun na heasnaimh a dhéanamh suas agus comhtháthú comhlántach buntáistí a bhaint amach, is áit thaighde é le blianta beaga anuas. Ina theannta sin, is rogha mhaith é an úsáid a bhaintear as ionchlannú ian, innealtóireacht bannaí agus innealtóireacht fabht chun an deacracht a bhaineann le niobate litiam a bhrath a réiteach. Mar sin féin, mar gheall ar an deacracht ardphróiseála a bhaineann le litiam niobate, tá dúshláin mhóra fós ag an réimse seo, mar shampla comhtháthú íseal, feistí agus córais íomháithe eagar, agus feidhmíocht neamhleor, a bhfuil luach agus spás taighde iontach aige.

Figiúr 1, ag baint úsáide as na stáit fuinnimh fabht laistigh den LN Bandgap mar ionaid deontóirí leictreon, gintear iompróirí muirir saor in aisce sa bhanda seolta faoi excitation solais infheicthe. I gcomparáid le fóta -fhóta -fhóta -leictreacha pyroelectric, a bhí teoranta de ghnáth do luas freagartha de thart ar 100Hz, seoPhotodetector LNTá luas freagartha níos tapúla de suas le 10kHz aige. Idir an dá linn, san obair seo, léiríodh gur féidir le LN maignéisiam LN modhnú solais seachtrach a bhaint amach le freagra suas le 10kHz. Cuireann an obair seo an taighde chun cinn ar ardfheidhmíocht agusPhotodetectors LN ardluaisAgus sceallóga fótóinte LN comhtháite lán-shliseanna lánfheidhmiúla á dtógáil acu.
Go hachomair, réimse taighde naPhotodetectors litiam niobate scannán tanaí scannán tanaíTá tábhacht eolaíoch thábhachtach aige agus poitéinseal ollmhór feidhmithe praiticiúil. Sa todhchaí, le forbairt na teicneolaíochta agus an taighde a dhoimhniú, forbróidh fóta -fhóta -theicteoirí litiam niobate (LN) tanaí i dtreo comhtháthú níos airde. Ag cur modhanna éagsúla comhtháthaithe le chéile chun ardfheidhmíocht, freagairt thapa, agus scannán tanaí leathanbhanda a bhaint amach beidh fóta-fhóta-fhóta-fhóta-fhótadóirí niobte i ngach gné, rud a chuirfidh chun cinn go mór forbairt comhtháthaithe ar-sliseanna agus réimsí braite cliste, agus a sholáthróidh níos mó deiseanna do na Giniúint nua d'iarratais fótóinice.