Lithium tantalate (LTOI) oo ah modulator koronto-optic xawaare sare leh

Lithium tantalate (LTOI) xawaare saremodulator-ka elektaroonigga ah

Gaadiidka xogta adduunka ayaa sii kordhaya, taasoo ay keentay qaadashada baahsan ee teknoolojiyada cusub sida 5G iyo sirdoonka macmalka ah (AI), taas oo caqabado muhiim ah ku ah transceivers-ka dhammaan heerarka shabakadaha indhaha. Gaar ahaan, teknoolojiyadda electro-optic modulator ee jiilka soo socda waxay u baahan tahay koror weyn oo ku yimaada heerarka wareejinta xogta ilaa 200 Gbps hal kanaal iyadoo la dhimayo isticmaalka tamarta iyo kharashyada. Sannadihii la soo dhaafay, teknoolojiyadda silicon photonics ayaa si weyn loogu isticmaalay suuqa transceiver-ka indhaha, inta badan sababtoo ah xaqiiqda ah in silicon photonics lagu soo saari karo tiro badan iyadoo la adeegsanayo habka CMOS ee bisil. Si kastaba ha ahaatee, modulators-ka SOI electro-optic ee ku tiirsan kala firdhinta side-ka waxay la kulmaan caqabado waaweyn oo ku saabsan bandwidth, isticmaalka awoodda, nuugista side-ka xorta ah iyo habaynta aan tooska ahayn. Wadooyinka kale ee teknoolojiyadda ee warshadaha waxaa ka mid ah InP, lithium niobate filim khafiif ah LNOI, polymers-ka electro-optic, iyo xalalka kale ee isku-dhafka kala duwan ee madal badan. LNOI waxaa loo arkaa inay tahay xalka gaari kara waxqabadka ugu wanaagsan ee xawaaraha aadka u sarreeya iyo habaynta awoodda hoose, si kastaba ha ahaatee, hadda waxay leedahay caqabado qaar marka la eego habka wax soo saarka tirada badan iyo kharashka. Dhawaan, kooxdu waxay soo saartay madal photonic ah oo khafiif ah oo lithium tantalate (LTOI) ah oo isku dhafan oo leh sifooyin sawireed oo heer sare ah iyo wax soo saar ballaaran, taas oo la filayo inay la mid noqoto ama xitaa ka sarreyso waxqabadka lithium niobate iyo aaladaha indhaha ee silicon codsiyo badan. Si kastaba ha ahaatee, ilaa hadda, qalabka ugu muhiimsan eeisgaarsiinta indhaha, modulator-ka elektaroonigga ah ee xawaaraha sare leh, laguma xaqiijin LTOI.

Daraasaddan, cilmi-baarayaashu waxay markii ugu horreysay naqshadeeyeen modulator-ka elektiroonigga ah ee LTOI, kaas oo qaab-dhismeedkiisu ka muuqdo Jaantuska 1. Iyada oo loo marayo naqshadeynta qaab-dhismeedka lakab kasta oo lithium tantalate ah oo ku yaal dahaarka iyo xuduudaha elektroodka microwave-ka, isku-xidhka xawaaraha faafinta ee microwave-ka iyo hirarka iftiinka ee ku jiramodulator-ka elektaroonigga ahwaa la xaqiijiyay. Marka laga hadlayo yareynta luminta elektroodka microwave-ka, cilmi-baarayaasha shaqadan ku jira ayaa markii ugu horreysay soo jeediyay in lacagta loo isticmaalo sidii walxo elektrood ah oo leh gudbin wanaagsan, elektroodka lacagtana waxaa la muujiyay inuu hoos u dhigo khasaaraha microwave-ka ilaa 82% marka loo eego elektroodka dahabka ah ee si weyn loo isticmaalo.

Jaantuska 1aad Qaab-dhismeedka LTOI electro-optic modulator, naqshadeynta isku-dhafka wejiga, tijaabada luminta elektroodka microwave-ka.

Jaantuska 2aad wuxuu muujinayaa qalabka tijaabada ah iyo natiijooyinka modulator-ka elektro-optic-ga LTOI eexoojinta la hagaajiyayogaanshaha tooska ah (IMDD) ee nidaamyada isgaarsiinta indhaha. Tijaabooyinku waxay muujinayaan in modulator-ka elektiroonigga ah ee LTOI uu gudbin karo calaamadaha PAM8 heerka calaamadaha oo ah 176 GBd iyadoo BER la cabbiray oo ah 3.8 × 10⁻² ka hooseeya heerka SD-FEC ee 25%. Labada 200 GBd PAM4 iyo 208 GBd PAM2, BER wuxuu si weyn uga hooseeyay heerka 15% SD-FEC iyo 7% HD-FEC. Natiijooyinka baaritaanka indhaha iyo histogram-ka ee Jaantuska 3 waxay si muuqaal ah u muujinayaan in modulator-ka elektiroonigga ah ee LTOI loo isticmaali karo nidaamyada isgaarsiinta xawaaraha sare leh oo leh heer toosan oo sarreeya iyo heerka qaladka bit-ka oo hooseeya.

Jaantuska 2aad Tijaabo adoo isticmaalaya qalabka korontada ee LTOI ee loogu talagalayXoojinta la hagaajiyayOgaanshaha Tooska ah (IMDD) ee nidaamka isgaarsiinta indhaha (a) qalab tijaabo ah; (b) Heerka qaladka bit-ka ee la cabbiray (BER) ee calaamadaha PAM8 (cas), PAM4 (cagaar) iyo PAM2 (buluug) iyadoo loo eegayo heerka calaamadda; (c) Heerka macluumaadka la isticmaali karo ee la soo saaray (AIR, xariiq jajaban) iyo heerka xogta saafiga ah ee la xidhiidha (NDR, xariiq adag) ee cabbiraadda qiimaha heerka qaladka bit-ka ee ka hooseeya xadka 25% SD-FEC; (d) Khariidadaha indhaha iyo histograms tirakoobka ee hoos yimaada habaynta PAM2, PAM4, PAM8.

Shaqadani waxay muujinaysaa modulator-ka korantada LTOI ee xawaaraha sare leh ee ugu horreeya oo leh ballaca 3 dB ee 110 GHz. Tijaabooyinka gudbinta IMDD ee ku saabsan isbeddelka xoogga, qalabku wuxuu gaaraa heer xog saafi ah oo keliya oo ah 405 Gbit/s, taas oo la barbar dhigi karo waxqabadka ugu wanaagsan ee goobaha elektiroonigga ah ee jira sida LNOI iyo modulators-ka balaasmaha. Mustaqbalka, iyadoo la adeegsanayo qalab aad u adag.modulator-ka IQ-gaNaqshado ama farsamooyin sixitaan khaladaad calaamadeed oo horumarsan, ama isticmaalka substrates-ka luminta microwave-ka oo hooseeya sida substrates-ka quartz, aaladaha lithium tantalate ayaa la filayaa inay gaaraan heerarka isgaarsiinta ee 2 Tbit/s ama ka sareeya. Marka lagu daro faa'iidooyinka gaarka ah ee LTOI, sida birefringence oo hooseeya iyo saameynta miisaanka oo ay ugu wacan tahay codsigeeda baahsan ee suuqyada kale ee shaandhaynta RF, tignoolajiyada lithium tantalate photonics waxay bixin doontaa xalal qiimo jaban, awood yar iyo xawaare aad u sarreeya oo loogu talagalay shabakadaha isgaarsiinta indhaha ee xawaaraha sare leh ee jiilka soo socda iyo nidaamyada microwave photonics.