Маводи танталати литийи лоғар (LTOI) ҳамчун як қувваи нави муҳим дар соҳаи оптикаи ҳамгирошуда пайдо мешавад. Имсол, якчанд корҳои сатҳи баланд оид ба модуляторҳои LTOI бо вафли баландсифати LTOI аз ҷониби профессор Син Оу аз Донишкадаи микросистема ва технологияҳои иттилоотии Шанхай ва равандҳои баландсифати тасвири мавҷҳо, ки аз ҷониби гурӯҳи профессор Киппенберг дар EPFL таҳия шудаанд, нашр шуданд. , Швейтсария. Саъю кушиши якчояи онхо натичахои таъсирбахш нишон дод. Илова бар ин, гурӯҳҳои тадқиқотии Донишгоҳи Чжэцзян бо роҳбарии профессор Лю Лю ва Донишгоҳи Ҳарвард бо роҳбарии профессор Лонкар инчунин дар бораи модуляторҳои баландсуръат ва устувории LTOI гузориш доданд.
Ҳамчун хеши наздики ниобати литийи тунук (LNOI), LTOI хусусиятҳои модуляцияи баландсуръат ва талафоти ками ниобати литийро нигоҳ медорад ва инчунин бартариҳоро ба монанди арзиши паст, дупаҳлӯии паст ва эффектҳои фоторефрактивиро пешниҳод мекунад. Муқоисаи хусусиятҳои асосии ду мавод дар зер оварда шудааст.
◆ Монандиҳо байни литий танталат (LTOI) ва литий ниобат (LNOI)
①Индекси рефрактивӣ:2.12 бар зидди 2.21
Ин маънои онро дорад, ки андозаҳои мавҷи як режим, радиуси каҷ ва андозаи умумии дастгоҳи ғайрифаъол дар асоси ҳарду мавод хеле монанданд ва иҷрои пайвастшавии нахи онҳо низ қобили муқоиса аст. Бо тасвири хуби мавҷҳо, ҳарду мавод метавонанд ба талафоти воридшавӣ ноил шаванд<0,1 дБ/см. EPFL дар бораи талафоти мавҷ 5,6 дБ/м хабар медиҳад.
②Коэффисиенти электрооптикӣ:30.5 pm/V vs 30.9 pm/V
Самаранокии модуляцияро барои ҳарду мавод муқоиса кардан мумкин аст ва модуляция дар асоси эффекти Pockels, имкон медиҳад, ки фарохмаҷрои баланд. Дар айни замон, модуляторҳои LTOI қодиранд, ки 400G дар як хатро ба даст оранд, ки фарохмаҷрои аз 110 ГГц зиёд аст.
③Бандгап:3,93 эВ нисбат ба 3,78 эВ
Ҳарду мавод дорои равзанаи васеи шаффоф мебошанд, ки барномаҳоро аз дарозии мавҷҳои намоён то инфрасурх дастгирӣ мекунанд ва дар бандҳои иртиботӣ ҷаббида намешаванд.
④Коэффисиенти ғайрихаттии тартиби дуюм (d33):21 бегохй ва 27 бегохй
Агар барои барномаҳои ғайрихаттӣ, аз қабили тавлиди дуюми гармоникӣ (SHG), тавлиди фарқияти басомадҳо (DFG) ё тавлиди ҷамъбастӣ (SFG) истифода шавад, самаранокии табдилдиҳии ин ду мавод бояд хеле монанд бошад.
◆ Бартарии арзиши LTOI против LNOI
①Арзиши пасти тайёр кардани вафель
LNOI имплантатсияи Ҳ ионро барои ҷудокунии қабат талаб мекунад, ки самаранокии ионизатсияи паст дорад. Баръакси ин, LTOI имплантатсияи H-ионро барои ҷудокунӣ истифода мебарад, ки ба SOI монанд аст ва самаранокии деламинатсия нисбат ба LNOI беш аз 10 маротиба зиёдтар аст. Ин боиси фарқияти назарраси нарх барои вафли 6-дюймаи: $300 нисбат ба $2000, 85% кам кардани хароҷот.
②Он аллакай дар бозори электроникаи маишӣ барои филтрҳои акустикӣ васеъ истифода мешавад(750 000 адад ҳамасола, аз ҷониби Samsung, Apple, Sony ва ғайра истифода мешавад).
◆ Афзалиятҳои иҷрои LTOI против LNOI
①Камтар камбудиҳои моддӣ, заифтар таъсири фоторефрактивӣ, устувории бештар
Дар аввал, модуляторҳои LNOI аксар вақт дрейфти нуқтаи ғаразро нишон медоданд, пеш аз ҳама аз сабаби ҷамъшавии заряд, ки дар натиҷаи нуқсонҳо дар интерфейси мавҷ ба вуҷуд омадааст. Агар табобат карда нашавад, ин дастгоҳҳо метавонанд то як рӯз мӯътадил шаванд. Бо вуҷуди ин, барои ҳалли ин масъала усулҳои гуногун таҳия карда шуданд, ба монанди истифодаи пӯшиши оксиди металлӣ, поляризатсияи субстрат ва гармкунӣ, ки ин мушкилотро ҳоло ба таври васеъ идора кардан мумкин аст.
Баръакси ин, LTOI дорои нуқсонҳои камтари моддӣ мебошад, ки боиси ба таври назаррас коҳиш ёфтани зуҳуроти дрейф мегардад. Ҳатто бидуни коркарди иловагӣ, нуқтаи кори он нисбатан устувор боқӣ мемонад. Натиҷаҳои шабеҳ аз ҷониби EPFL, Ҳарвард ва Донишгоҳи Чжэцзян гузориш дода шудаанд. Бо вуҷуди ин, дар муқоиса аксар вақт модуляторҳои коркарднашудаи LNOI истифода мешаванд, ки метавонанд комилан одилона набошанд; бо коркард, иҷрои ҳарду мавод эҳтимолан шабеҳ аст. Фарқи асосӣ дар LTOI аст, ки қадамҳои камтари коркардро талаб мекунад.
②Барҳамхӯрии паст: 0,004 против 0,07
Барҳамхӯрии баланди ниобати литий (LNOI) баъзан душвор буда метавонад, бахусус чун печонидани мавҷҳо метавонад боиси пайвастани режим ва гибридизатсия гардад. Дар LNOI-и лоғар, як каҷ дар мавҷ метавонад нури TE-ро қисман ба нури TM табдил диҳад ва истеҳсоли баъзе дастгоҳҳои ғайрифаъолро, ба монанди филтрҳо, мушкилтар кунад.
Бо LTOI, пастии дупаҳлӯ ин масъаларо бартараф мекунад ва эҳтимолан таҳияи дастгоҳҳои пассивии баландсифатро осонтар мекунад. EPFL инчунин натиҷаҳои назаррасро гузориш дод, ки бо истифода аз дупаҳлӯии пасти LTOI ва набудани убури режим барои ноил шудан ба тавлиди шонаҳои ултра-васеъи басомади электро-оптикӣ бо назорати паҳншавии ҳамвор дар доираи васеи спектр. Ин боиси фарохмаҷрои шона 450 нм бо зиёда аз 2000 хатҳои шона гардид, ки аз он чизе ки бо ниобати литий ба даст овардан мумкин аст, чанд маротиба калонтар аст. Дар муқоиса бо шонаҳои басомади оптикии Керр, шонаҳои электро-оптикӣ бартарии бидуни ҳадди ақал ва устувортарро пешниҳод мекунанд, гарчанде ки онҳо вуруди печи пурқудратро талаб мекунанд.
③Ҳадди баланди осеби оптикӣ
Ҳадди осеби оптикии LTOI аз LNOI ду маротиба зиёдтар аст, ки дар барномаҳои ғайрихаттӣ (ва эҳтимолан барномаҳои ояндаи Coherent Perfect Absorption (CPO)) бартарӣ медиҳад. Сатҳи кунунии қувваи модули оптикӣ аз эҳтимол дур нест, ки ба ниобати литий зарар расонад.
④Таъсири пасти Раман
Ин ба барномаҳои ғайрихаттӣ низ дахл дорад. Ниобати литий таъсири қавии Раман дорад, ки дар барномаҳои шона басомади оптикии Керр метавонад ба тавлиди нури номатлуби Раман оварда расонад ва рақобатро ба даст орад ва аз расидани шонаҳои басомади оптикии литий ниобати x-бурида ба ҳолати солитон монеъ шавад. Бо LTOI, эффекти Раманро тавассути тарҳрезии ориентацияи кристаллӣ пахш кардан мумкин аст, ки ба x-cut LTOI имкон медиҳад тавлиди шона басомади оптикии солитонро ба даст орад. Ин имкон медиҳад, ки ҳамгироии монолитии шонаҳои басомади оптикии солитон бо модуляторҳои баландсуръат, ки бо LNOI ноил шудан мумкин нест.
◆ Чаро қаблан дар бораи литий танталати лоғар (LTOI) зикр нашуда буд?
Танталати литий нисбат ба ниобати литий ҳарорати Кюри пасттар дорад (610°С нисбат ба 1157°С). Пеш аз таҳияи технологияи гетероинтегратсия (XOI), модуляторҳои ниобати литий бо истифода аз диффузияи титан истеҳсол карда мешуданд, ки гармкуниро дар зиёда аз 1000 ° C талаб мекунад, ки LTOI-ро корношоям мекунад. Бо вуҷуди ин, бо тағирёбии имрӯза ба истифодаи субстратҳои изоляторӣ ва лавҳаи мавҷ барои ташаккули модулятор, ҳарорати Кюри 610 ° C кофӣ нест.
◆ Оё литий танталати лоғар (LTOI) ниобати тунуки литийро (TFLN) иваз мекунад?
Дар асоси таҳқиқоти ҷорӣ, LTOI афзалиятҳоро дар иҷрои ғайрифаъол, устуворӣ ва арзиши миқёси бузурги истеҳсолӣ бидуни камбудиҳои намоён пешниҳод мекунад. Бо вуҷуди ин, LTOI аз ниобати литий дар иҷрои модулятсия болотар нест ва масъалаҳои устуворӣ бо LNOI ҳалли маълум доранд. Барои модулҳои коммуникатсионӣ DR, талабот ба ҷузъҳои ғайрифаъол ҳадди аққал вуҷуд дорад (ва агар лозим бошад, нитриди кремний истифода шавад). Илова бар ин, сармоягузориҳои нав барои барқарор кардани равандҳои кандакорӣ дар сатҳи вафель, усулҳои гетероинтегратсия ва санҷиши эътимоднокӣ талаб карда мешаванд (мушкилот бо пошидани ниобати литий роҳнамои мавҷ набуд, балки ба даст овардани ҳосили баланд дар сатҳи вафель буд). Аз ин рӯ, барои рақобат бо мавқеи муқарраршудаи ниобати литий, LTOI метавонад бартариҳои минбаъдаро ошкор кунад. Аммо, аз ҷиҳати илмӣ, LTOI потенсиали назарраси тадқиқотиро барои системаҳои ҳамгирошудаи чипҳо, ба монанди шонаҳои электро-оптикии октава, PPLT, дастгоҳҳои тақсимоти мавҷҳои солитон ва AWG ва модуляторҳои массив пешниҳод мекунад.
Вақти фиристодан: Ноябр-08-2024