Ihe dị mkpa na lithium tantalate (LTOI) na-apụta dị ka ike ọhụrụ dị mkpa n'ọhịa ngwa anya agbakwunyere. N'afọ a, ebipụtala ọtụtụ ọrụ dị elu na LTOI modulators, yana wafers LTOI dị elu nke Prọfesọ Xin Ou nke Shanghai Institute of Microsystem and Information Technology nyere, yana usoro nhazi waveguide dị elu nke otu Prọfesọ Kippenberg mepụtara na EPFL, Switzerland. Mgbalị ha jikọrọ aka egosila nsonaazụ dị egwu. Na mgbakwunye, ndị otu nyocha sitere na Mahadum Zhejiang nke Prọfesọ Liu Liu na Mahadum Harvard nke Prọfesọ Loncar na-edu akọwokwa akụkọ gbasara modulators LTOI dị elu, nke kwụsiri ike.
Dịka onye ikwu dị nso na lithium niobate dị gịrịgịrị (LNOI), LTOI na-ejigide mgbanwe ọsọ ọsọ na njirimara mbelata dị ala nke lithium niobate ebe ọ na-enyekwa uru dịka ọnụ ala dị ala, obere birefringence, na mbelata mmetụta fotorefractive. E gosipụtara ntụnyere nke njirimara bụ isi nke ihe abụọ ahụ n'okpuru.
◆ Myirịta dị n'etiti Lithium Tantalate (LTOI) na Lithium Niobate (LNOI)
①Ndepụta Na-eme Ka Ihe Na-agbanwe Agbanwe:2.12 vs 2.21
Nke a pụtara na akụkụ nduzi ebili mmiri nke otu ụdị, radius gbagọrọ agbagọ, na nha ngwaọrụ nkịtị nke dabere na ihe abụọ ahụ yiri nnọọ, arụmọrụ njikọ eriri ha dịkwa ka nke ha. Site na ezigbo nhazi ebili mmiri, ihe abụọ a nwere ike ime ka ntinye ghara ịdị irè.<0.1 dB/cm. EPFL na-akọ na mfu nke 5.6 dB/m3 na-ebelata.
②Ọnụọgụ Elektrọnik:30.5 pm/V vs 30.9 pm/V
A pụrụ iji nha nha nha nhata tụnyere ihe abụọ ahụ, ya na mgbanwe dabere na mmetụta Pockels, na-enye ohere maka nnukwu bandwidth. Ugbu a, ndị na-eme mgbanwe LTOI nwere ike iru arụmọrụ 400G kwa ụzọ, yana bandwidth karịrị 110 GHz.
③Njikọ egwu:3.93 eV vs 3.78 eV
Ihe abụọ a nwere windo doro anya sara mbara, na-akwado ngwa site na ogologo oge a na-ahụ anya ruo na ogologo oge infrared, na-enweghị nnabata na eriri nkwukọrịta.
④Ọnụọgụ nke Abụọ nke Na-abụghị Ahịrị (d33):21 nke ehihie/V vs 27 nke ehihie/V
Ọ bụrụ na ejiri ya maka ngwa ndị na-abụghị nke ahịrị dịka mmepụta harmonic nke abụọ (SHG), mmepụta mgbanwe ugboro ole (DFG), ma ọ bụ mmepụta ugboro ole (SFG), arụmọrụ mgbanwe nke ihe abụọ ahụ kwesịrị ịdị nnọọ ka nke ahụ.
◆ Uru ọnụahịa nke LTOI megide LNOI
①Ọnụ ego nkwadebe Wafer dị ala
LNOI chọrọ ka e tinye He ion n'ime ihe maka nkewa oyi akwa, nke nwere obere arụmọrụ ionization. N'ụzọ dị iche, LTOI na-eji H ion ation eme ihe maka nkewa, dị ka SOI, yana arụmọrụ delamination karịrị ugboro 10 karịa LNOI. Nke a na-ebute nnukwu ọdịiche ọnụahịa maka wafers inch 6: $300 vs. $2000, mbelata ọnụ ahịa 85%.
②A na-eji ya eme ihe n'ọtụtụ ebe n'ahịa eletrọniki ndị ahịa maka nzacha acoustic(Ngwaọrụ 750,000 kwa afọ, nke Samsung, Apple, Sony, wdg na-eji).
◆ Uru arụmọrụ nke LTOI vs LNOI
①Obere Nrụpụ Ihe, Mmetụta Fotorefractive Na-adịghị Ike, Ịkwụsi Ike Karị
Ná mmalite, ihe ndị na-eme ka LNOI rụọ ọrụ na-egosipụtakarị mgbanwe ebe a na-anaghị ele anya, nke bụ isi n'ihi mkpokọta chaja nke ntụpọ na njikọ waveguide kpatara. Ọ bụrụ na a gwọọghị ya, ngwaọrụ ndị a nwere ike were otu ụbọchị iji kwụsie ike. Agbanyeghị, e mepụtara ụzọ dị iche iche iji dozie nsogbu a, dịka iji ihe mkpuchi metal oxide, polarization nke substrate, na annealing, nke na-eme ka nsogbu a nwee ike ijikwa ugbu a nke ọma.
N'ụzọ dị iche, LTOI nwere obere ntụpọ ihe, nke na-eduga na mbelata nke ukwuu na ihe omume ntụgharị. Ọbụlagodi na-enweghị nhazi ọzọ, ebe ọrụ ya ka kwụsiri ike. EPFL, Harvard, na Mahadum Zhejiang akọpụtala nsonaazụ ndị yiri ya. Agbanyeghị, ntụnyere ahụ na-ejikarị ihe modulators LNOI a na-agwọghị agwọ, nke nwere ike ọ gaghị abụ ihe ziri ezi kpamkpam; na nhazi, arụmọrụ nke ihe abụọ ahụ nwere ike iyi otu. Isi ihe dị iche dị na LTOI chọrọ obere usoro nhazi ọzọ.
②Obere Birefringence: 0.004 vs 0.07
Oke ike lithium niobate (LNOI) nwere ike isi ike mgbe ụfọdụ, ọkachasị ebe ọ bụ na mgbagọ waveguide nwere ike ibute njikọ mode na njikọta mode. Na obere LNOI, mgbagọ na waveguide nwere ike ịgbanwe ọkụ TE ka ọ bụrụ ìhè TM, na-eme ka mmepụta nke ụfọdụ ngwaọrụ ndị na-adịghị arụ ọrụ sie ike, dị ka nzacha.
Site na LTOI, obere birefringence na-ewepụ nsogbu a, nke nwere ike ime ka ọ dịrị mfe ịmepụta ngwaọrụ ndị na-anaghị arụ ọrụ nke ọma. EPFL akọpụtakwala nsonaazụ pụtara ìhè, na-eji obere birefringence nke LTOI na enweghị mode-crossing iji nweta mmepụta comb electro-optic frequency comb nke ukwuu-wide-spectrum yana njikwa mgbasa dị larịị n'ofe oke spectral. Nke a butere nnukwu bandwit comb 450 nm nwere ihe karịrị ahịrị comb 2000, ọtụtụ ugboro karịa ihe enwere ike ime na lithium niobate. Ma e jiri ya tụnyere Kerr optical frequency combs, electro-optic combs na-enye uru nke ịbụ enweghị oke ma kwụsie ike karịa, ọ bụ ezie na ha chọrọ ntinye microwave dị elu.
③Ọnụọgụ Mmebi Anya Kachasị Elu
Oke mmebi anya nke LTOI dị okpukpu abụọ karịa nke LNOI, na-enye uru na ngwa ndị na-abụghị ahịrị (na ngwa Coherent Perfect Absorption (CPO) n'ọdịnihu). Ọkwa ike nke modulu optical ugbu a agaghị emebi lithium niobate.
④Mmetụta Raman dị ala
Nke a metụtakwara ngwa ndị na-abụghị ahịrị. Lithium niobate nwere mmetụta Raman siri ike, nke na ngwa Kerr optical frequency comb nwere ike ibute mmepụta ọkụ Raman na-achọghị ma nweta asọmpi, na-egbochi combs optical frequency lithium niobate x-cut iru steeti soliton. Site na LTOI, enwere ike igbochi mmetụta Raman site na imewe nhazi kristal, na-enye ohere ka LTOI x-cut nweta mmepụta combs optical frequency soliton. Nke a na-eme ka njikọta monolithic nke soliton optical frequency combs na ngwa modulators dị elu, ihe a na-apụghị ime na LNOI.
◆ Gịnị mere na e kwughị Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI) na mbụ?
Lithium tantalate nwere obere okpomọkụ Curie karịa lithium niobate (610°C vs. 1157°C). Tupu e mepụta teknụzụ heterointegration (XOI), e ji titanium diffusion mepụta lithium niobate modulators, nke chọrọ ka a na-eme ka ọ ghara ịdị mma na okpomọkụ karịrị 1000°C, nke mere ka LTOI ghara ịdị mma. Agbanyeghị, site na mgbanwe taa gaa n'iji ihe mkpuchi insulator na ihe e ji emegharị waveguide maka nhazi modulator, okpomọkụ Curie nke 610°C ezuola oke.
◆ Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI) Ọ̀ Ga-anọchi Thin-Film Lithium Niobate (TFLN)?
Dabere na nyocha dị ugbu a, LTOI na-enye uru na arụmọrụ na-anaghị arụ ọrụ nke ọma, nkwụsi ike, na ọnụ ahịa mmepụta buru ibu, na-enweghị nsogbu doro anya. Agbanyeghị, LTOI anaghị agafe lithium niobate na arụmọrụ modulation, nsogbu nkwụsi ike na LNOI nwere azịza amaara. Maka modulu DR nkwukọrịta, enwere obere ọchịchọ maka ihe ndị na-anaghị arụ ọrụ nke ọma (enwere ike iji silicon nitride ma ọ bụrụ na ọ dị mkpa). Na mgbakwunye, a chọrọ itinye ego ọhụrụ iji guzobe usoro nhazi ọkwa wafer, usoro njikọta, na nnwale ntụkwasị obi (ihe isi ike na nhazi lithium niobate abụghị ntuziaka waveguide kama ọ bụ inweta nhazi ọkwa wafer dị elu). Ya mere, iji sọọ mpi na ọnọdụ edobere nke lithium niobate, LTOI nwere ike ịchọ ịchọpụta uru ndị ọzọ. Agbanyeghị, n'ihe gbasara agụmakwụkwọ, LTOI na-enye nnukwu ohere nyocha maka sistemụ on-chip agbakwunyere, dị ka octave-spanning electro-optic combs, PPLT, soliton na ngwaọrụ nkewa ogologo oge AWG, na modulators array.
Oge ozi: Nọvemba-08-2024