Modulator eletise-optic lithium niobate e sili atu ona tu'ufa'atasia

Maualuga le lainamodulator eletise-opticma le fa'aogaina o le microwave photon
Faatasi ai ma le faateleina o manaoga o faiga fesoʻotaʻiga, ina ia faaleleia atili ai le lelei o le fesiitaiga o faailoilo, o le a tuufaatasia e tagata photons ma electrons e ausia ai ni tulaga lelei faaopoopo, ma o le a fanau mai ai le microwave photonics. E manaomia le electro-optical modulator mo le liua o le eletise i le malamalama i totonufaiga fa'a-photonic microwave, ma o lenei laasaga autū e masani ona fuafua ai le faatinoga o le faiga atoa. Talu ai o le liua o le faailoilo leitio i le vaega opitika o se faagasologa faailoilo analog, ma e masani aimodulators eletise-optikae iai le nonlinearity masani, e iai le fa'aletonu tele o fa'ailo i le faagasologa o le liua. Ina ia ausia le fa'atulagaina o le linear modulation, o le tulaga fa'agaoioiga o le modulator e masani ona fa'amautu i le orthogonal bias point, ae e le mafai lava ona ausia mana'oga o le microwave photon link mo le linearity o le modulator. E mana'omia vave lava modulators electro-optic e maualuga le linearity.

O le saoasaoa maualuga o le fa'asa'oina o le fa'asinomaga o le fa'asinomaga o mea silicon e masani ona ausia e ala i le aafiaga o le free carrier plasma dispersion (FCD). O le aafiaga o le FCD ma le fa'asa'oina o le PN junction e le o ni laina, lea e le o laina ai le silicon modulator nai lo le lithium niobate modulator. O mea Lithium niobate e fa'aalia ai le lelei tele.fesuia'iga eletise-optikameatotino ona o lo latou aafiaga Pucker. I le taimi lava e tasi, o le mea lithium niobate e iai ona lelei o le tele o le bandwidth, uiga lelei o le modulation, leiloa maualalo, faigofie ona tuʻufaʻatasia ma le fetaui ma le faiga semiconductor, o le faʻaaogaina o le ata manifinifi lithium niobate e fai ai le electro-optical modulator maualuga-faʻatinoga, pe a faʻatusatusa i le silicon e toetoe lava a leai se "puʻupuʻu" i luga o le eletise, ae ia ausia foʻi le maualuga o le linearity. O le ata manifinifi lithium niobate (LNOI) electro-optic modulator i luga o le insulator ua avea ma se itu e folafola mai ai le atinaʻeina. Faatasi ai ma le atinaʻeina o tekinolosi sauniuniga o mea lithium niobate ata manifinifi ma tekinolosi waveguide etching, o le maualuga o le lelei o le liua ma le maualuga o le tuʻufaʻatasia o le ata manifinifi lithium niobate electro-optic modulator ua avea ma matata o aʻoga faavaomalo ma pisinisi.

Uiga o le ata manifinifi lithium niobate
I le Iunaite Setete, ua faia e le fuafuaga a le DAP AR le iloiloga lenei o meafaitino lithium niobate: afai o le ogatotonu o le suiga fa'aeletoronika e faaigoa i le meafaitino silicon lea e mafai ai, o lona uiga o le nofoaga na fanau ai le suiga fa'a-photonics e foliga mai o le a faaigoa i le lithium niobate. E mafua ona o le lithium niobate e tu'ufa'atasia ai le electro-optical effect, acousto-optical effect, piezoelectric effect, thermoelectric effect ma le photorefractive effect i le tasi, e pei lava o meafaitino silicon i le matata o optics.

I tulaga o uiga o le fesiitaiga opitika, o le mea InP e sili ona tele le gau o le fesiitaiga i luga o le chip ona o le mitiia o le malamalama i le fusi masani e 1550nm. O le SiO2 ma le silicon nitride e sili ona lelei uiga o le fesiitaiga, ma e mafai ona oʻo atu le gau i le tulaga o le ~ 0.01dB/cm; I le taimi nei, o le gau o le waveguide o le thin-film lithium niobate waveguide e mafai ona oʻo atu i le tulaga o le 0.03dB/cm, ma o le gau o le thin-film lithium niobate waveguide e ono faʻaitiitia atili i le faʻaleleia atili o le tulaga faʻatekinolosi i le lumanaʻi. O le mea lea, o le mea thin film lithium niobate o le a faʻaalia ai le lelei o le faʻatinoga mo fausaga malamalama e pei o le photosynthetic path, shunt ma le microring.

I tulaga o le gaosiga o le malamalama, e na'o le InP e mafai ona fa'asalalau sa'o le malamalama; O le mea lea, mo le fa'aogaina o microwave photons, e tatau ona fa'aofi le InP based light source i luga o le LNOI based photonic integrated chip e ala i le backloading welding po'o le epitaxial growth. I tulaga o le light modulation, ua fa'amamafaina i luga o le mea manifinifi lithium niobate e faigofie ona ausia le modulation bandwidth tele, maualalo le afa-wave voltage ma maualalo le transmission loss nai lo le InP ma le Si. E le gata i lea, o le maualuga o le linearity o le electro-optical modulation o mea manifinifi lithium niobate e taua mo fa'aoga uma o microwave photon.

I le tulaga o le fa'aogaina o le optical routing, o le saoasaoa maualuga o le electro-optical response o le mea manifinifi lithium niobate e mafai ai e le LNOI based optical switch ona mafai ona fa'aogaina le optical routing switching i le saoasaoa maualuga, ma o le fa'aaogaina o le eletise o lea ituaiga fa'aogaina o le saoasaoa maualuga e matua maualalo foi. Mo le fa'aoga masani o le integrated microwave photon technology, o le optically controlled beamforming chip e iai le gafatia o le fa'aogaina o le saoasaoa maualuga e fa'afetaui ai mana'oga o le vave o le beam scanning, ma o uiga o le fa'aaogaina o le eletise maualalo tele e fetaui lelei ma mana'oga fa'apitoa o le tele-scale phased array system. E ui lava e mafai e le InP based optical switch ona fa'aogaina le saoasaoa maualuga o le optical path switching, ae o le a fa'atupuina ai le pisa tele, aemaise lava pe a fa'asolosolo le multilevel optical switch, o le a matua fa'aleagaina le pisa coefficient. O mea e pei o le Silicon, SiO2 ma le silicon nitride e na'o le mafai ona fa'aogaina auala opitika e ala i le thermo-optical effect po'o le carrier dispersion effect, lea e iai ona fa'aletonu o le fa'aaogaina o le eletise maualuga ma le saoasaoa o le fa'aogaina o le eletise. A tele le tele o le array o le phased array, e le mafai ona fa'afetaui mana'oga o le fa'aaogaina o le eletise.

I tulaga o le faʻateleina opitika, o lefa'amalosi opitika semiconductor (SOA) e faʻavae i luga o le InP ua matua mo le faʻaaogaina faapisinisi, ae o loʻo i ai ona faʻaletonu o le maualuga o le pisa ma le maualalo o le saturation output power, lea e le fetaui ma le faʻaaogaina o microwave photons. O le faʻagasologa faʻateleina parametric o le thin-film lithium niobate waveguide e faʻavae i luga o le faʻagaoioiga ma le inversion faʻavaitaimi e mafai ona ausia ai le maualalo o le pisa ma le malosi maualuga o le on-chip optical amplification, lea e mafai ona ausia lelei manaʻoga o le integrated microwave photon technology mo le on-chip optical amplification.

I le tulaga o le iloa o le malamalama, o le lithium niobate ata manifinifi e iai ona uiga lelei o le fesiitaiga i le malamalama i le fusi 1550 nm. E le mafai ona faatinoina le galuega o le liua o le photoelectric, o lea mo talosaga microwave photon, ina ia faamalieina ai manaoga o le liua o le photoelectric i luga o le chip. E manaomia ona faaofiina iunite iloa o le InGaAs po o le Ge-Si i luga o le LNOI based photonic integrated chips e ala i le backloading welding po o le epitaxial growth. I le tulaga o le faapipiiina ma le optical fiber, ona o le optical fiber lava ia o le SiO2 material, o le mode field o le SiO2 waveguide e sili ona maualuga le tutusa ma le mode field o le optical fiber, ma o le faapipiiina e sili ona talafeagai. O le lautele o le mode field o le waveguide e matua faatapulaaina o le thin film lithium niobate e tusa ma le 1μm, lea e matua ese lava mai le mode field o le optical fiber, o lea e tatau ai ona faia le suiga lelei o le mode spot ina ia fetaui ma le mode field o le optical fiber.

I le tulaga o le tu'ufa'atasia, pe o iai se gafatia maualuga o le tu'ufa'atasia o meafaitino eseese e fa'alagolago tele lava i le radius o le pi'o o le waveguide (e a'afia i le tapula'a o le waveguide mode field). O le waveguide e matua fa'atapula'aina e mafai ai ona la'ititi le radius o le pi'o, lea e sili atu ona fetaui mo le fa'atinoina o le tu'ufa'atasia maualuga. O le mea lea, o waveguide manifinifi o le lithium niobate e iai le gafatia e ausia ai le tu'ufa'atasia maualuga. O le mea lea, o le foliga mai o le lithium niobate manifinifi e mafai ai e le lithium niobate ona fa'atinoina moni le matafaioi o le "silicon" opitika. Mo le fa'aogaina o microwave photons, o fa'amanuiaga o le lithium niobate manifinifi e sili atu ona manino.