Selelekela
E susumelitsoe ke katleho ea lipotoloho tse kopantsoeng tsa elektronike (EICs), tšimo ea li-circuits tse kopantsoeng tsa photonic (PICs) e 'nile ea fetoha ho tloha ha e thehoa ka 1969. Leha ho le joalo, ho fapana le EIC, nts'etsopele ea sethala sa bokahohle se khonang ho tšehetsa mefuta e sa tšoaneng ea li-photonic e ntse e le phephetso e kholo. Sengoliloeng sena se hlahloba theknoloji e hlahang ea Lithium Niobate ho Insulator (LNOI), eo ka potlako e fetohileng tharollo e tšepisang bakeng sa li-PIC tsa moloko o latelang.
Ho phahama ha Theknoloji ea LNOI
Lithium niobate (LN) esale e tsejoa e le lisebelisoa tsa bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tsa photonic. Leha ho le joalo, ke feela ka ho fihla ha filimi e tšesaane ea LNOI le mekhoa e tsoetseng pele ea ho etsa maqheka moo bokhoni ba eona bo felletseng bo senotsoeng. Bafuputsi ba atlehile ho bonts'a li-waveguides tsa "ultra-low-loss ridge" le li-microresonator tsa Ultra-high-Q ho li-platform tsa LNOI [1], tse tšoaeang ho tlola ho hoholo ha li-photonics tse kopaneng.
Melemo ea Bohlokoa ea Theknoloji ea LNOI
- Tahlehelo ea optical e tlase haholo(ka tlase ho 0.01 dB/cm)
- Mehaho ea boleng bo phahameng ba nanophotonic
- Ts'ehetso bakeng sa lits'ebetso tse fapaneng tsa optical tse sa tšoaneng
- Ts'ebetso e kopaneng ea electro-optic (EO).
Mekhoa e sa tloaelehang ea Optical ho LNOI
Mehaho e phahameng ea ts'ebetso ea nanophotonic e entsoeng sethaleng sa LNOI e nolofalletsa ho phethahala ha mekhoa ea bohlokoa ea optical e sa sebetseng ka mokhoa o tsotehang le matla a fokolang a pompo. Mekhoa e bontšitsoeng e kenyelletsa:
- Moloko oa Bobeli oa Harmonic (SHG)
- Sum Frequency Generation (SFG)
- Phapang Frequency Generation (DFG)
- Parametric Down-Conversion (PDC)
- Four-Wave Mixing (FWM)
Merero e fapaneng ea ho tsamaisana le mekhahlelo e kentsoe ts'ebetsong ho ntlafatsa lits'ebetso tsena, ho theha LNOI joalo ka sethala sa optical se sa sebetseng haholo se sa sebetseng hantle.
Lisebelisoa tsa Electro-Optically Tunable Integrated
Theknoloji ea LNOI e boetse e nolofalelitse nts'etsopele ea mefuta e mengata e fapaneng ea lisebelisoa tsa lifoto tse sebetsang le tse sa sebetseng, tse kang:
- Li-modulators tsa optical tsa lebelo le phahameng
- Li-PIC tse sebetsang hape tse ngata
- Likamano tsa maqhubu a tunable
- Liliba tsa Micro-optomechanical
Lisebelisoa tsena li phahamisa thepa ea EO ea tlhaho ea lithium niobate ho finyella taolo e nepahetseng, e phahameng ea lebelo la matšoao a leseli.
Lisebelisoa tse sebetsang tsa LNOI Photonics
Li-PIC tse thehiloeng ho LNOI li se li amoheloa ka palo e ntseng e eketseha ea lits'ebetso tse sebetsang, ho kenyelletsa:
- Li-converter tsa microwave-to-optical
- Li-sensor tsa Optical
- Li-spectrometer tsa on-chip
- Likamano tsa maqhubu a Optical
- Mekhoa e tsoetseng pele ea puisano
Lisebelisoa tsena li bonts'a bokhoni ba LNOI ho ts'oana le ts'ebetso ea likarolo tse ngata tsa optic, ha li ntse li fana ka litharollo tse ka senyehang, tse bolokang matla ka mokhoa oa ho etsa photolithographic.
Mathata a Hona Joale le Litsela tsa Kamoso
Leha e na le tsoelo-pele e tšepisang, theknoloji ea LNOI e tobane le litšitiso tse 'maloa tsa tekheniki:
a) Ho Tsoela Pele ho Fokotsa Tahlehelo ea Optical
Tahlehelo ea waveguide ea hajoale (0.01 dB/cm) e ntse e le taelo ea boholo bo holimo ho feta moeli oa ho monya thepa. Tsoelo-pele ea mekhoa ea ion-slicing le nanofabrication ea hlokahala ho fokotsa ho ba le bokaholimo ba bokaholimo le bofokoli bo amanang le ho monya.
b) Taolo ea Geometry ea Waveguide e ntlafetseng
Ho nolofaletsa li-sub-700 nm waveguides le likheo tse kopanyang tse ka tlase ho 2 μm ntle le ho tela ho pheta-pheta kapa ho eketsa tahlehelo ea phatlalatso ho bohlokoa bakeng sa letsoalo le phahameng la kopanyo.
c) Ho Ntlafatsa Tšebelisano e Ntle
Le hoja likhoele tse tapered le li-converter tsa mode li thusa ho finyella katleho e phahameng ea ho kopanya, li-anti-reflection coatings li ka fokotsa ponahalo ea sebopeho sa moea.
d) Nts'etsopele ea Likarolo tsa Polarization ea Tahlehelo e Tlase
Lisebelisoa tsa lifoto tse sa tsotelleng polarization ho LNOI li bohlokoa, li hloka likarolo tse lumellanang le ts'ebetso ea li-polarizer tsa sebaka sa mahala.
e) Kopanyo ea Taolo ea Electronics
Ho kopanya ka katleho lisebelisoa tsa elektronike tsa taolo e kholo ntle le ho nyenyefatsa ts'ebetso ea optical ke tataiso ea bohlokoa ea lipatlisiso.
f) Boenjineri bo Tsoetseng Pele ba ho Bapisa le Phatlalatso
Mokhoa o ts'epahalang oa ho etsa sebopeho sa marang-rang ho qeto ea sub-micron o bohlokoa bakeng sa li-nonlinear optics empa e ntse e le theknoloji e sa holang sethaleng sa LNOI.
g) Matšeliso bakeng sa Mefokolo ea Tlhahiso
Mekhoa ea ho fokotsa liphetoho tse bakoang ke ho fetoha ha tikoloho kapa liphapang tsa maqheka li bohlokoa bakeng sa phetisetso ea 'nete lefatšeng.
h) Ho Kopanya ka katleho ka Multi-Chip
Ho sebetsana le khokahano e sebetsang lipakeng tsa lichifi tse ngata tsa LNOI hoa hlokahala ho feta meeli ea ho kopanya sephaephe se le seng.
Kopano ea Monolithic ea likarolo tse sebetsang le tse sa sebetseng
Phephetso ea mantlha bakeng sa LNOI PICs ke ho kopanya monolithic ho theko e tlaase ea likarolo tse sebetsang le tse sa sebetseng joalo ka:
- Li-laser
- Lisebelisoa
- Li-converter tse se nang moeli oavelength
- Li-modulators
- Multiplexers/Demultiplexers
Maano a hajoale a kenyelletsa:
a) Ion Doping ea LNOI:
Ho khetha doping ea li-ion tse sebetsang libakeng tse khethiloeng ho ka lebisa mehloling ea leseli la on-chip.
b) Khokahano e Kopanetsoeng le e fapaneng:
Ho kopanya li-PIC tsa LNOI tse entsoeng esale pele tse nang le li-laser tsa LNOI kapa li-laser tsa III-V ho fana ka tsela e 'ngoe.
c) Moetso oa Hybrid Active/Passive LNOI Wafer:
Mokhoa o mocha o kenyelletsa ho tlama li-wafers tsa LN tse nang le doped le tse sa buloang pele ho seha li-ion, e leng se hlahisang li-wafers tsa LNOI tse nang le libaka tse sebetsang le tse sa sebetseng.
Setšoantšo sa 1e bonts'a mohopolo oa li-PIC tsa lebasetere tse kopaneng tse sebetsang / tse sa sebetseng, moo ts'ebetso e le 'ngoe ea lithographic e nolofalletsang ho hokahanya le ho kopanya mefuta e' meli ea likarolo.
Ho kopanngoa ha Photodetectors
Ho kopanya li-photodetectors ho li-PIC tse thehiloeng ho LNOI ke mohato o mong oa bohlokoa o lebisang lits'ebetsong tse sebetsang ka botlalo. Mekhoa e 'meli ea mantlha e ntse e etsoa lipatlisiso:
a) Ho kopanya ho fapaneng:
Semiconductor nanostructures e ka kopanngoa ka nakoana ho LNOI waveguides. Leha ho le joalo, ho ntse ho hlokahala hore ho ntlafatsoe ts'ebetsong ea ho lemoha le ho scalability.
b) Phetoho ea Nonlinear Wavelength:
Thepa e sa tloaelehang ea LN e lumella phetoho ea maqhubu ka har'a maqhubu, e nolofalletsang ts'ebeliso ea li-photodetectors tse tloaelehileng tsa silicon ho sa tsotelehe bolelele ba maqhubu a ts'ebetso.
Qetello
Tsoelo-pele e potlakileng ea theknoloji ea LNOI e atametsa indasteri haufi le sethala sa PIC se khonang ho sebeletsa mefuta e mengata ea likopo. Ka ho sebetsana le liphephetso tse seng li ntse li le teng le ho sutumelletsa pele mekhoa e mecha ea ho kopanya monolithic le detector, li-PIC tse thehiloeng ho LNOI li na le monyetla oa ho fetola masimo a kang likhokahano tsa mehala, tlhahisoleseding ea quantum, le sensing.
LNOI e na le ts'episo ea ho phethahatsa pono ea nako e telele ea li-PIC tse ka senyehang, tse tsamaellanang le katleho le phello ea EICs. Boiteko bo tsoelang pele ba R&D-joalo ka ba Nanjing Photonics Process Platform le XiaoyaoTech Design Platform-e tla ba bohlokoa ho bopeng bokamoso ba lifoto tse kopaneng le ho notlolla menyetla e mecha libakeng tsohle tsa theknoloji.
Nako ea poso: Jul-18-2025