Lithium tantalate (LTOI) modulator-ka xawaaraha sare ee korantada

Lithium tantalate (LTOI) xawaaraha saremodulator-ka-elektrooniga

Taraafikada xogta caalamiga ah ayaa sii socota inay koraan, oo ay hogaaminayso qaadashada baahsan ee tignoolajiyada cusub sida 5G iyo sirdoonka macmal (AI), taas oo caqabado muhiim ah ku ah transceivers dhammaan heerarka shabakadaha indhaha. Gaar ahaan, jiilka soo socda tikniyoolajiyada modulator-ka elektiroonigga ah waxay u baahan tahay koror aad u weyn oo ah heerka wareejinta xogta ilaa 200 Gbps hal kanaal iyadoo la dhimayo isticmaalka tamarta iyo kharashyada. Dhowrkii sano ee la soo dhaafay, tignoolajiyada silikoon photonics ayaa si weyn loogu isticmaalay suuqa transceiver indhaha, badiyaa ay sabab u tahay xaqiiqda ah in silikoon photonics la soo saari karo ballaaran iyadoo la isticmaalayo habka CMOS qaan. Si kastaba ha ahaatee, modulators SOI-electro-optic modulators ee ku tiirsan kala firdhinta side sideyaasha ayaa la kulma caqabado waaweyn oo dhanka xawilaadaha, isticmaalka awooda, nuugista side bilaashka ah iyo habaynta aan toos ahayn. Wadooyinka kale ee tignoolajiyada ee warshadaha waxaa ka mid ah InP, filim khafiif ah lithium niobate LNOI, polymers electro-optical, iyo xalal kale oo badan oo isku dhafan oo kala duwan. LNOI waxaa loo arkaa inuu yahay xalka lagu gaari karo waxqabadka ugu wanaagsan ee xawaaraha aadka u sarreeya iyo qaabeynta awoodda hooseeya, si kastaba ha ahaatee, hadda waxay leedahay caqabado xagga habka wax soo saarka ballaaran iyo qiimaha. Dhawaan, kooxdu waxay soo bandhigtay filim khafiif ah oo lithium tantalate (LTOI) oo isku dhafan oo sawir leh oo leh hanti koronto oo aad u fiican iyo wax soo saarka ballaaran, kaas oo la filayo inuu ku habboon yahay ama xitaa ka sarreeyo waxqabadka lithium niobate iyo silicon indhaha ee codsiyada badan. Si kastaba ha ahaatee, ilaa hadda, qalabka asaasiga ah eeisgaarsiinta indhaha, modulator-ka xawaaraha ultra-sareya ee korantada, laguma xaqiijin LTOI.

Daraasaddan, cilmi-baarayaashu waxay marka hore naqshadeeyeen modulator-ka LTOI electro-optic, qaab-dhismeedka kaas oo lagu muujiyay sawirka 1. Iyada oo loo marayo naqshadaynta qaab-dhismeedka lakab kasta oo lithium tantalate ah oo ku yaala insulator-ka iyo xuduudaha qalabka microwave-ka, faafinta isbarbardhigga xawaaraha microwave-ka iyo hirarka iftiinka ee gudahamodulator-ka-elektarooniga ahwaa la gartay. Marka la eego dhimista lumitaanka korantada mikrowave, cilmi-baarayaasha shaqadan ayaa markii ugu horreysay soo jeediyay isticmaalka qalinka sida walxo elektrode ah oo leh dabeecad wanaagsan, iyo electrode-ka qalinka ah ayaa la muujiyay inuu hoos u dhigo luminta microwave ilaa 82% marka loo eego electrode dahab ah oo aad loo isticmaalo.

FIG 1 LTOI qaab dhismeedka korantada-optic modulator, wejiga u dhigma naqshadaynta, tijaabada luminta korantada microwave.

FIG 2 wuxuu muujinayaa qalabka tijaabada ah iyo natiijooyinka LTOI modulator-ka elektiroonigga ah ee loogu talagalayxoojinta la habeeyeyogaanshaha tooska ah (IMDD) ee hababka isgaarsiinta indhaha. Tijaabooyinku waxay muujinayaan in modulator-ka LTOI-ga elektiroonigga ah uu ku gudbin karo calaamadaha PAM8 heerka calaamada 176 GBd oo leh BER oo 3.8 × 10⁻² ah oo ka hooseeya 25% heerka SD-FEC. Labada 200 GBd PAM4 iyo 208 GBd PAM2, BER aad ayuu uga hooseeyay heerka 15% SD-FEC iyo 7% HD-FEC. Natiijooyinka baaritaanka isha iyo histogaraam ee Jaantuska 3 waxay si muuqaal ah u muujinayaan in LTOI-ga elektiroonigga ah ee modulator-ka loo isticmaali karo hababka isgaarsiinta xawaaraha sare leh oo leh khad sare iyo heerka qalad yar.

FIG 2 Tijaabi adigoo isticmaalaya LTOI modulator electro-optic ahxoojinta la habeeyeyOgaanshaha Tooska ah (IMDD) ee nidaamka isgaarsiinta indhaha (a) qalabka tijaabada ah; (b) Qiyaasta qaladka yaraa ee la qiyaasay (BER) ee PAM8 (casaan), PAM4 (cagaaran) iyo PAM2 (buluug) calaamadaha sida shaqada heerka calaamadda; (c) Heerarka macluumaadka la isticmaali karo ee la soo saaray (AIR, xariiqda jaban) iyo heerka xogta saafiga ah ee laxidhiidha (NDR, xariiq adag) ee cabbirada leh qiyamka heerka khaladka ee ka hooseeya 25% xadka SD-FEC; (d) Khariidadaha indhaha iyo statistics statistics ee hoos yimaada PAM2, PAM4, PAM8 modulation.

Shaqadani waxay muujineysaa modulator-kii ugu horreeyay ee LTOI-xawaaraha sare leh oo leh 3 dB bandwidth oo ah 110 GHz. Dhaqdhaqaaqa xoogga leh ee tijaabinta gudbinta tooska ah ee IMDD, qalabku wuxuu gaaraa hal xariiq xogta saafiga ah ee 405 Gbit/s, taas oo u dhiganta waxqabadka ugu wanaagsan ee qalabka elektiroonigga ah ee hadda jira sida LNOI iyo modulators plasma. Mustaqbalka, adoo isticmaalaya kakanIQ modulatornaqshado ama farsamooyin sax ah oo sax ah oo horumarsan, ama isticmaalka substrates-ka hooseeya ee mikrowave sida substrates quartz, aaladaha lithium tantalate ayaa la filayaa inay gaaraan heerarka isgaarsiinta 2 Tbit/s ama ka sareeya. Marka lagu daro faa'iidooyinka gaarka ah ee LTOI, sida birefringence hoose iyo saameynta miisaanka sababtoo ah codsigeeda baahsan ee suuqyada kale ee RF RF, tignoolajiyada lithium tantalate photonics waxay bixin doontaa qiime jaban, awood yar iyo xalal xawaare sare leh oo loogu talagalay jiilka soo socda ee sare. -xawaaraha shabakadaha isgaarsiinta indhaha iyo nidaamyada photonics microwave.