Lithium tantalate (LTOI) tere teiteimodulator electro-optic
Kei te tipu haere tonu nga hokohoko raraunga o te ao, na te whanuitanga o te tango i nga hangarau hou penei i te 5G me te mohio mohio (AI), he wero nui mo nga kaiwhakawhiti i nga taumata katoa o nga whatunga whatu. Ko te mea nui, ko te reanga hiko o te hangarau modulator electro-optic e hiahia ana kia piki ake nga reiti whakawhiti raraunga ki te 200 Gbps i roto i te hongere kotahi me te whakaheke i te whakapaunga hiko me nga utu. I roto i nga tau kua pahure ake nei, kua whakamahia nuitia te hangarau whakaahua silicon i roto i te maakete transceiver whatu, na te mea ka taea te whakaputa papatipu ma te whakamahi i te tukanga CMOS pakeke. Heoi, ko te SOI electro-optic modulators e whakawhirinaki ana ki te whakamararatanga kaikawe ka pa ki nga wero nui i roto i te bandwidth, te whakapau hiko, te whakaurunga kawe kore utu me te whakarereketanga kore raina. Ko etahi atu huarahi hangarau i roto i te ahumahi ko te InP, te kiriata angiangi lithium niobate LNOI, nga polymers electro-optical, me etahi atu otinga whakauru rereke rereke. Ko te LNOI ko te otinga ka taea te whakatutuki i nga mahi tino pai i roto i te tere ultra-tiketike me te iti o te whakarereketanga o te mana, heoi, kei a ia etahi wero i tenei wa e pa ana ki nga mahi whakaputa papatipu me te utu. I tata nei, i whakarewahia e te roopu he papaa whakaahua taapiri lithium tantalate (LTOI) kiriata angiangi me nga taonga whakaahua hiko me nga mahi hanga nui, e tika ana kia rite ki te neke atu ranei i nga mahi o te lithium niobate me te silicon optical platforms i roto i nga tono maha. Heoi, tae noa ki tenei wa, te taputapu matua owhakawhitiwhiti whatu, te ultra-high speed electro-optic modulator, kaore i whakamanahia i roto i te LTOI.
I roto i tenei rangahau, i te tuatahi i hangaia e nga kairangahau te LTOI electro-optic modulator, ko te hanganga e whakaatuhia ana i te Whakaahua 1. Na roto i te hoahoa o te hanganga o ia paparanga o te lithium tantalate i runga i te insulator me nga tawhā o te miihini hiko, te whakatairanga. tere ōrite o te ngaruiti me te ngaru marama i roto i temodulator hiko-whatukua tutuki. I runga i te whakaiti i te ngaro o te miihini hiko ngaruiti, ko nga kairangahau i roto i tenei mahi mo te wa tuatahi i kii te whakamahi i te hiriwa hei taonga hiko me te pai ake o te kawe, a ko te hikohiko hiriwa i whakaatuhia ki te whakaiti i te ngaro o te ngaruiti ki te 82% ka whakaritea ki te whakamahia whānuitia te hiko koura.
FIG. 1 LTOI te hanganga whakahuri hiko-a-ringa, te hoahoa orite wahanga, te whakamatautau mate hiko ngaruiti.
FIG. 2 e whakaatu ana i nga taputapu whakamatautau me nga hua o te LTOI electro-optic modulator mokua whakarereketia te kahate rapunga tika (IMDD) i roto i nga punaha whakawhitiwhiti whakaaro. Ko nga whakamatautau e whakaatu ana ka taea e te LTOI electro-optic modulator te tuku tohu PAM8 i te reiti tohu o 176 GBd me te BER ine 3.8×10⁻² i raro i te 25% SD-FEC paepae. Mo te 200 GBd PAM4 me te 208 GBd PAM2, he tino iti iho te BER i te paepae o 15% SD-FEC me 7% HD-FEC. Ko nga hua whakamatautau kanohi me te histogram i te Whakaahua 3 e whakaatu ana ka taea te whakamahi i te LTOI electro-optic modulator i roto i nga punaha whakawhitiwhiti tere tere me te raina teitei me te iti o te hapa hapa.
FIG. 2 Whakamātauhia te whakamahi i te LTOI electro-optic modulator moKua whakarereketia te kahaTirohanga Tika (IMDD) i roto i te punaha korero whatu (a) taputapu whakamatautau; (b) Ko te reiti hapa moka ine (BER) o nga tohu PAM8(whero), PAM4(matomato) me PAM2(puru) hei mahi o te reiti tohu; (c) I tangohia te reiti korero whaihua (AIR, raina taia) me te reiti raraunga kupenga e pa ana (NDR, raina totoka) mo nga inenga me nga uara reeti hapa-bit i raro iho i te tepe SD-FEC 25%; (d) Mapi kanohi me nga taatai tatauranga i raro i te whakarereketanga PAM2, PAM4, PAM8.
Ko tenei mahi e whakaatu ana i te tuatahi o te LTOI electro-optic modulator me te 3 dB bandwidth o 110 GHz. I roto i te kaha o te whakarereketanga o nga whakamatautau tuku IMDD, ka eke te taputapu ki te reeti raraunga kupenga kawe kotahi o 405 Gbit/s, he rite ki te mahi pai o nga papa hiko-a-rangi penei i te LNOI me te plasma modulators. I roto i te heke mai, te whakamahi i uaua akeIQ modulatorKo nga hoahoa, ko nga tikanga whakatika hapa tohu matatau ake ranei, ka whakamahi ranei i nga taputapu mate ngaruiti iti penei i nga taputapu quartz, ko nga taputapu lithium tantalate e tika ana kia eke nga reeti korero mo te 2 Tbit/s teitei ake ranei. Ka honoa ki nga painga motuhake a LTOI, penei i te iti o te birefringence me te paanga o te tauine na te whanui o te tono ki etahi atu maakete tātari RF, ko te hangarau lithium tantalate photonics ka whakarato i nga utu iti, iti-kaha me te tino tere-tere mo nga reanga teitei. -whakawhitinga hononga whatu tere me nga punaha whakaahua moroiti.
Wā tuku: Tihema-11-2024