Pasiuna sa Istruktura ug Pagganap saNipis nga Pelikula sa Lithium Niobate nga Elektrooptikong Modulador
An modulator sa elektro-optikobase sa lain-laing mga istruktura, wavelength, ug mga plataporma sa nipis nga pelikula nga lithium niobate, ug usa ka komprehensibo nga pagtandi sa performance sa lain-laing mga klase saMga modulator sa EOM, ingon man usa ka pagtuki sa panukiduki ug aplikasyon samga modulator sa nipis nga pelikula nga lithium niobatesa ubang mga natad.
1. Dili resonant nga lungag nga nipis nga pelikula sa lithium niobate modulator
Kini nga klase sa modulator gibase sa maayo kaayong electro-optic nga epekto sa lithium niobate crystal ug usa ka importanteng himan para makab-ot ang high-speed ug long-distance optical communication. Adunay tulo ka pangunang istruktura:
1.1 Traveling wave electrode MZI modulator: Kini ang labing tipikal nga disenyo. Ang Lon č ar research group sa Harvard University unang nakab-ot ang usa ka high-performance nga bersyon niadtong 2018, nga adunay sunod nga mga pag-uswag lakip ang capacitive loading base sa quartz substrates (taas nga bandwidth apan dili compatible sa silicon-based) ug silicon-based compatible base sa substrate hollowing, nga nakab-ot ang taas nga bandwidth (>67 GHz) ug high-speed signal (sama sa 112 Gbit/s PAM4) transmission.
1.2 Folding MZI modulator: Aron mub-an ang gidak-on sa device ug mohaom sa mga compact modules sama sa QSFP-DD, gigamit ang polarization treatment, cross waveguide o inverted microstructure electrodes aron makunhuran ang gitas-on sa device og katunga ug makab-ot ang bandwidth nga 60 GHz.
1.3Single/Dual Polarization Coherent Orthogonal (IQ) Modulator: Migamit og high-order modulation format aron mapalambo ang transmission rate. Ang Cai research group sa Sun Yat-sen University nakab-ot ang unang on-chip single polarization IQ modulator niadtong 2020. Ang dual polarization IQ modulator nga naugmad sa umaabot adunay mas maayong performance, ug ang bersyon nga gibase sa quartz substrate nakatakda og single wavelength transmission rate record nga 1.96 Tbit/s.
2. Resonant cavity type nga nipis nga pelikula nga lithium niobate modulator
Aron makab-ot ang ultra small ug large bandwidth modulators, adunay lain-laing resonant cavity structures nga magamit:
2.1 Photonic crystal (PC) ug micro ring modulator: Ang grupo sa panukiduki ni Lin sa University of Rochester nakaugmad sa unang high-performance photonic crystal modulator. Dugang pa, gisugyot usab ang mga micro ring modulator nga gibase sa silicon lithium niobate heterogeneous integration ug homogeneous integration, nga nakab-ot ang bandwidth nga pipila ka GHz.
2.2Bragg grating resonant cavity modulator: lakip ang Fabry Perot (FP) cavity, waveguide Bragg grating (WBG), ug slow light (SL) modulator. Kini nga mga istruktura gidisenyo aron mabalanse ang gidak-on, mga tolerance sa proseso, ug performance, pananglitan, ang usa ka 2 × 2 FP resonant cavity modulator nakab-ot ang ultra large bandwidth nga molapas sa 110 GHz. Ang slow light modulator nga gibase sa coupled Bragg grating nagpalapad sa working bandwidth range.
3. Heterogenous nga integrated thin film lithium niobate modulator
Adunay tulo ka pangunang pamaagi sa pag-integrate aron mahiusa ang pagkaangay sa teknolohiya sa CMOS sa mga plataporma nga nakabase sa silicon uban sa maayo kaayong modulation performance sa lithium niobate:
3.1 Heterogeneous integration sa tipo sa bond: Pinaagi sa direktang pag-bonding sa benzocyclobutene (BCB) o silicon dioxide, ang thin film lithium niobate gibalhin ngadto sa silicon o silicon nitride platform, nga nakab-ot ang wafer level, high temperature stable integration. Ang modulator nagpakita og taas nga bandwidth (>70 GHz, bisan molapas sa 110 GHz) ug high-speed signal transmission capability.
3.2 Heterogeneous nga integrasyon sa materyal nga deposition waveguide: ang pagdeposito og silicon o silicon nitride sa nipis nga film lithium niobate isip load waveguide makab-ot usab ang episyente nga electro-optic modulation.
3.3 Micro transfer printing (μ TP) heterogeneous integration: Kini usa ka teknolohiya nga gilauman nga gamiton alang sa dako nga produksiyon, nga nagbalhin sa prefabricated functional devices ngadto sa target chips pinaagi sa high-precision equipment, nga naglikay sa komplikado nga post-processing. Malampuson kini nga gigamit sa silicon nitride ug silicon-based platforms, nga nakab-ot ang bandwidth nga napulo ka GHz.
Sa laktod nga pagkasulti, kini nga artikulo sistematikong naglatid sa teknolohikal nga roadmap sa mga electro-optic modulator nga gibase sa thin film lithium niobate platforms, gikan sa paggukod sa high-performance ug dako nga bandwidth nga non resonant cavity structures, pagsuhid sa miniaturized resonant cavity structures, ug pag-integrate sa hamtong nga silicon-based photonic platforms. Gipakita niini ang dako nga potensyal ug padayon nga pag-uswag sa thin film lithium niobate modulators sa pagbuntog sa performance bottleneck sa tradisyonal nga mga modulator ug pagkab-ot sa high-speed optical communication.
Oras sa pag-post: Mar-31-2026