Okwu Mmalite
Site n'ọganihu nke sekit eletrọniki agbakwunyere (EICs), ngalaba sekit integrated photonic (PICs) anọwo na-agbanwe agbanwe kemgbe mmalite ya na 1969. Agbanyeghị, n'adịghị ka EICs, mmepe nke ikpo okwu zuru ụwa ọnụ nke nwere ike ịkwado ngwa photonic dị iche iche ka bụ nnukwu ihe ịma aka. Isiokwu a na-enyocha teknụzụ Lithium Niobate on Insulator (LNOI) na-apụta, nke aghọọla ihe ngwọta na-ekwe nkwa ngwa ngwa maka PICs ọgbọ na-abịa.
Mmalite nke teknụzụ LNOI
A maara Lithium niobate (LN) dị ka ihe dị mkpa maka ojiji photonic. Agbanyeghị, ọ bụ naanị mgbe LNOI dị gịrịgịrị na usoro mmepụta ihe dị elu ka emepere ikike ya zuru oke. Ndị nchọpụta egosila nke ọma na ndị na-eduzi ridge waveguides na ultra-high-Q microresonators na nyiwe LNOI [1], na-egosi mmụba dị ukwuu na photonics agbakwunyere.
Uru dị mkpa nke teknụzụ LNOI
- Mfu anya dị oke ala(dị ala dịka 0.01 dB/cm)
- Ọdịdị nanophoton dị elu
- Nkwado maka usoro anya dị iche iche na-abụghị ahịrị
- Mgbanwe elektrọ-optic (EO) agbakwunyere
Usoro Anya Na-abụghị Ahịrị na LNOI
Ọdịdị nanophotonic dị elu nke e ji rụọ ọrụ n'elu ikpo okwu LNOI na-eme ka e nwee ike imezu usoro anya ndị na-abụghị nke kwụ ọtọ, nke nwere arụmọrụ dị ịrịba ama na obere ike mgbapụta. Usoro ndị a gosipụtara gụnyere:
- Ọgbọ Harmonic nke Abụọ (SHG)
- Mmepụta Ugboro ole (SFG)
- Mmepụta Ugboro Dị Iche (DFG)
- Mgbanwe Parametric Ala (PDC)
- Ngwakọta Ebili Anọ (FWM)
E tinyela ọtụtụ atụmatụ nhazi usoro iji mee ka usoro ndị a ka mma, na-eme ka LNOI bụrụ ikpo okwu anya na-abụghị nke kwụ ọtọ nke nwere ọtụtụ ihe dị iche iche.
Ngwaọrụ agbakwunyere nke nwere ike ịgbanwe elektrọnik
Teknụzụ LNOI enyekwala aka ịmepụta ọtụtụ ngwaọrụ photonic na-arụ ọrụ na ndị na-anaghị arụ ọrụ nke ọma, dịka:
- Ngwa ngwa ngwa modulators
- PICs nwere ike ịrụgharị ọrụ ọzọ
- Ngwakọta ugboro ole a na-agbanwe agbanwe
- Mmiri Micro-optomechanical
Ngwaọrụ ndị a na-eji ihe ndị dị n'ime lithium niobate eme ihe iji nweta njikwa ziri ezi, nke dị elu nke mgbaama ọkụ.
Ngwa bara uru nke LNOI Photonics
A na-anabata PIC nke dabeere na LNOI ugbu a n'ọtụtụ ngwa bara uru, gụnyere:
- Ihe mgbanwe ngwa ndakwa nri gaa na ngwa anya
- Ihe mmetụta anya
- Ihe nlele on-chip
- Ngwakọta ugboro ole anya
- Sistemụ nkwukọrịta dị elu
Ngwa ndị a na-egosi ike LNOI nwere iji kwekọọ na arụmọrụ nke ihe ndị dị na nnukwu optic, ebe ha na-enye ngwọta ndị nwere ike ịgbasa, nke na-arụ ọrụ nke ọma site na imepụta fotolithographic.
Ihe ịma aka ndị dị ugbu a na ntụziaka maka ọdịnihu
N'agbanyeghị ọganihu dị mma ya, teknụzụ LNOI na-eche ọtụtụ ihe mgbochi teknụzụ ihu:
a) Mbelata Mfu Anya Ọzọ
Mfu nke nduzi ebili mmiri ugbu a (0.01 dB/cm) ka dị elu karịa oke nnabata ihe. Ọ dị mkpa ka e nwee ọganihu n'usoro ịkpụ ion na nanofabrication iji belata oke iru ala na ntụpọ metụtara nnabata.
b) Njikwa Jiometri Mmụba nke Nduzi Waveguide
Inye ndị nduzi wave-guides nke dị n'okpuru 700 nm na oghere njikọ nke dị n'okpuru 2 μm n'emeghị ka a na-emegharị ya ma ọ bụ mụbaa mfu mgbasa dị oke mkpa maka njupụta njikọta dị elu.
c) Ime ka arụmọrụ njikọ dịkwuo mma
Ọ bụ ezie na eriri ndị a gbagọrọ agbagọ na ndị na-agbanwe ụdị na-enyere aka nweta arụmọrụ njikọ dị elu, mkpuchi mgbochi ntụgharị nwere ike ibelata ntụgharị ihu ikuku na ihe.
d) Mmepe nke Akụkụ Polarization Dị Ala
Ngwaọrụ fotonic na-enweghị mmetụta na polarization na LNOI dị oke mkpa, na-achọ ihe ndị dabara na arụmọrụ nke polarizers oghere efu.
e) Njikọta nke Eletrọniki Njikwa
Ijikọta ngwa eletrọniki njikwa buru ibu nke ọma n'enweghị mmebi arụmọrụ anya bụ isi ihe dị mkpa na nyocha.
f) Injinịa Nhazi na Mgbasa nke Oge Dị Elu
Nhazi ngalaba a pụrụ ịtụkwasị obi na mkpebi sub-micron dị oke mkpa maka optics na-abụghị ahịrị mana ọ ka bụ teknụzụ na-eto eto na ikpo okwu LNOI.
g) Ụgwọ maka Mmerụ Ahụ E Ji Eme Ihe
Usoro iji belata mgbanwe nke usoro nke mgbanwe gburugburu ebe obibi ma ọ bụ mgbanwe mmepụta ihe kpatara dị oke mkpa maka ntinye n'ụwa n'ezie.
h) Njikọta Multi-Chip Dị Irè nke Ọma
Iji dozie njikọ dị irè n'etiti ọtụtụ ibe LNOI dị mkpa iji gbasaa oke njikọta otu-wafer.
Njikọta nke ihe ndị na-arụ ọrụ na nke na-anaghị arụ ọrụ
Isi ihe ịma aka maka LNOI PICs bụ njikọta monolithic dị ọnụ ala nke ihe ndị na-arụ ọrụ na ndị na-anaghị arụ ọrụ dịka:
- Laser
- Ihe nchọpụta
- Ndị na-agbanwe ogologo ebili mmiri na-abụghị ahịrị
- Ndị na-eme ihe ndozi
- Ndị na-eme multiplexers/Demultiplexers
Atụmatụ dị ugbu a gụnyere:
a) Ntinye ion nke LNOI:
Ịtụnye ion ndị na-arụ ọrụ n'ime mpaghara akọwapụtara nwere ike ibute isi iyi ọkụ n'elu chip.
b) Njikọta na Njikọta Dị Iche Iche:
Ijikọta ihe mkpuchi LNOI nke e ji akwa LNOI ma ọ bụ laser III-V mee na-enye ụzọ ọzọ.
c) Ịmepụta Wafer LNOI Ngwakọta/Ngwakọta:
Usoro ọhụrụ gụnyere ijikọ wafer LN ndị a gbanyere mkpọrọgwụ na ndị a na-enweghị ihe mgbochi tupu e gbubie ion, nke na-eme ka wafer LNOI nwee ma mpaghara ndị na-arụ ọrụ ma ndị na-anaghị arụ ọrụ.
Foto nke 1na-egosi echiche nke PICs active/passive integrated, ebe otu usoro lithographic na-eme ka nhazi na njikọta nke ụdị ihe abụọ ahụ dị mfe.
Njikọta nke ndị nchọpụta foto
Ijikọta ihe nchọpụta foto n'ime PICs nke dabeere na LNOI bụ nzọụkwụ ọzọ dị mkpa iji nweta sistemụ arụmọrụ zuru oke. A na-enyocha ụzọ abụọ bụ isi:
a) Njikọta dị iche iche:
Enwere ike ijikọ nanostructures semiconductor na LNOI waveguiders nwa oge. Agbanyeghị, a ka chọrọ mmezi na arụmọrụ nchọpụta na nhazi.
b) Mgbanwe Wavelength Na-abụghị Ahịrị:
Njirimara LN na-abụghị nke kwụ ọtọ na-enye ohere ịgbanwe ugboro ugboro n'ime nduzi ebili mmiri, na-enye ohere iji ihe nchọpụta silicon ọkọlọtọ n'agbanyeghị ogologo oge ọrụ.
Mmechi
Ọganihu ngwa ngwa nke teknụzụ LNOI na-eme ka ụlọ ọrụ ahụ bịaruo nso na ikpo okwu PIC zuru ụwa ọnụ nke nwere ike ije ozi ọtụtụ ngwa. Site n'ịgwọ nsogbu ndị dị ugbu a na ịkwalite ihe ọhụrụ na njikọta monolithic na detector, PICs nke dabeere na LNOI nwere ike ịgbanwe mpaghara dịka nkwukọrịta, ozi quantum, na mmetụta.
LNOI nwere nkwa imezu ọhụụ ogologo oge nke PICs a na-agbanwe agbanwe, nke kwekọrọ na ihe ịga nke ọma na mmetụta nke EICs. Mgbalị nyocha na mmepe na-aga n'ihu—dịka ndị sitere na Nanjing Photonics Process Platform na XiaoyaoTech Design Platform—ga-adị oke mkpa n'ịkpụzi ọdịnihu nke photonics agbakwunyere na imepe ohere ọhụrụ n'ofe ngalaba teknụzụ.
Oge ozi: Julaị-18-2025