Selelekela
Ka lebaka la katleho ea lipotoloho tse kopantsoeng tsa elektroniki (EICs), tšimo ea lipotoloho tse kopantsoeng tsa photonic (PICs) e ntse e fetoha ho tloha ha e thehoa ka 1969. Leha ho le joalo, ho fapana le EICs, nts'etsopele ea sethala sa bokahohle se khonang ho tšehetsa lits'ebetso tse fapaneng tsa photonic e ntse e le phephetso e kholo. Sengoloa sena se hlahloba theknoloji e ntseng e hlaha ea Lithium Niobate mabapi le Insulator (LNOI), e fetohileng tharollo e tšepisang ka potlako bakeng sa li-PIC tsa moloko o latelang.
Ho phahama ha Theknoloji ea LNOI
Lithium niobate (LN) e se e ntse e tsejoa e le thepa ea bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tsa photonic. Leha ho le joalo, ke feela ka ho fihla ha LNOI e tšesaane le mekhoa e tsoetseng pele ea tlhahiso moo bokhoni ba eona bo felletseng bo ileng ba senoloa. Bafuputsi ba bontšitse ka katleho li-waveguides tsa ridge tse nang le tahlehelo e tlase le li-microresonator tsa ultra-high-Q li-platform tsa LNOI [1], e leng se tšoaeang keketseho e kholo ho photonics e kopaneng.
Melemo ea Bohlokoa ea Theknoloji ea LNOI
- Tahlehelo ea mahlo e tlase haholo(tlase ho fihlela ho 0.01 dB/cm)
- Meaho ea boleng bo holimo ea nanophotonic
- Tšehetso bakeng sa mekhoa e fapaneng ea mahlo e seng ea linear
- Ho kgona ho lokisa motlakase o kopaneng (EO)
Mekhoa ea Optical e seng ea linear ho LNOI
Meaho ea nanophotonic e sebetsang hantle e entsoeng sethaleng sa LNOI e nolofalletsa ho phethahala ha lits'ebetso tsa bohlokoa tsa optical tse seng tsa mola ka katleho e ikhethang le matla a fokolang a pompo. Mekhoa e bontšitsoeng e kenyelletsa:
- Moloko oa Bobeli oa Harmonic (SHG)
- Tlhahiso ea Maqhubu a Kakaretso (SFG)
- Phapang ea Phetoho ea Maqhubu (DFG)
- Phetoho ea Tlase ea Parametric (PDC)
- Ho Kopanya Maqhubu a Mane (FWM)
Merero e fapaneng ea ho bapisa mekhahlelo e se e kentsoe tšebetsong ho ntlafatsa lits'ebetso tsena, e leng se thehileng LNOI e le sethala sa optical se nang le mekhoa e mengata haholo.
Lisebelisoa tse Kopantsoeng tse ka Fetolang ka Motlakase
Theknoloji ea LNOI e boetse e nolofalitse nts'etsopele ea mefuta e mengata ea lisebelisoa tsa photonic tse sebetsang le tse sa sebetseng, tse kang:
- Li-modulator tsa optical tse lebelo le phahameng
- Li-PIC tse sebetsang ka bongata tse ka hlophisoang bocha
- Likama tsa maqhubu tse ka fetoloang
- Liliba tsa micro-optomechanical
Lisebelisoa tsena li sebelisa thepa ea EO ea mantlha ea lithium niobate ho fihlella taolo e nepahetseng le e potlakileng ea matšoao a khanya.
Litšebeliso tse Sebetsang tsa LNOI Photonics
Li-PIC tse thehiloeng ho LNOI joale li se li amoheloa ka palo e ntseng e eketseha ea lits'ebetso tse sebetsang, ho kenyeletsoa:
- Li-converter tsa microwave ho ea ho optical
- Li-sensor tsa mahlo
- Li-spectrometer tse holim'a chip
- Li-combs tsa maqhubu a optical
- Mekhoa e tsoetseng pele ea puisano ea mohala
Lisebelisoa tsena li bonts'a bokhoni ba LNOI ba ho bapisa ts'ebetso ea likarolo tsa bulk-optic, ha ka nako e ts'oanang li fana ka litharollo tse ka atolosoang, tse bolokang matla ka tlhahiso ea photolithographic.
Liphephetso tsa Hona Joale le Litaelo tsa Nakong e Tlang
Leha theknoloji ea LNOI e ntse e tsoela pele ka tsela e tšepisang, e tobane le litšitiso tse 'maloa tsa tekheniki:
a) Ho Fokotsa Tahlehelo ea Mahlo ho Eketsehileng
Tahlehelo ea tataiso ea maqhubu a hona joale (0.01 dB/cm) e ntse e le holimo ho feta moeli oa ho monya thepa. Tsoelo-pele ea mekhoa ea ho seha ion le nanofabrication ea hlokahala ho fokotsa ho teteana ha bokaholimo le liphoso tse amanang le ho monya.
b) Taolo e Ntlafetseng ea Jiometri ea Maqhubu
Ho nolofalletsa li-waveguides tsa sub-700 nm le likheo tsa ho kopanya tsa sub-2 μm ntle le ho fokotsa ho pheta-pheta kapa ho eketsa tahlehelo ea ho ata ho bohlokoa bakeng sa bongata bo phahameng ba kopanyo.
c) Ho Ntlafatsa Bokgoni ba ho Kopanya
Leha difaeba tse tenyetsehang le di-converter tsa mokgwa di thusa ho fihlella bokgoni bo phahameng ba ho kopanya, dikoahelo tse thibelang ho bonahatsa di ka fokotsa ho bonahatsa ha sebopeho sa sebopeho sa moya.
d) Ntlafatso ea Likarolo tsa Polarization tse Tahlehelo e Tlase
Lisebelisoa tsa photonic tse sa utloeng polarization ho LNOI lia hlokahala, li hloka likarolo tse tsamaellanang le ts'ebetso ea li-polarizers tsa sebaka se lokolohileng.
e) Kopanyo ea Lisebelisoa tsa Elektroniki tsa Taolo
Ho kopanya ka katleho lisebelisoa tsa elektroniki tsa taolo e kholo ntle le ho senya ts'ebetso ea optical ke tataiso ea bohlokoa ea lipatlisiso.
f) Boenjiniere ba ho Bapisa le ho Hasana ha Mekhahlelo e Tsoetseng Pele
Ho etsa dipaterone tse tshepahalang tsa domain ka qeto ya sub-micron ho bohlokwa bakeng sa optics e seng ya mola empa e ntse e le theknoloji e sa holang sethaleng sa LNOI.
g) Puseletso bakeng sa Liphoso tsa Tlhahiso
Mekhoa ea ho fokotsa liphetoho tsa mekhahlelo tse bakoang ke liphetoho tsa tikoloho kapa phapang ea tlhahiso ke ea bohlokoa bakeng sa ho kenngoa ha lintho lefatšeng la sebele.
h) Ho Kopanya Li-Chip tse Ngata ka Botlalo
Ho sebetsana le kgokelo e sebetsang hantle pakeng tsa di-chip tse ngata tsa LNOI hoa hlokahala ho hola ho feta meedi ya kopanyo ya wafer e le nngwe.
Kopanyo ea Monolithic ea Likarolo tse Sebetsang le tse sa Sebetseng
Phephetso ea mantlha bakeng sa LNOI PICs ke kopanyo e theko e tlaase ea monolithic ea likarolo tse sebetsang le tse sa sebetseng tse kang:
- Li-laser
- Li-detector
- Li-converter tsa wavelength tse seng tsa mola
- Li-modulator
- Li-Multiplexers/Li-Demultiplexers
Maano a hajoale a kenyelletsa:
a) Ho sebelisa li-ion tsa LNOI ka ho sebelisa li-ion:
Ho kgetha di-ion tse sebetsang ka ho di kenya dibakeng tse kgethilweng ho ka lebisa mehloding ya mabone a on-chip.
b) Kopanyo le Kopanyo e sa Tšoaneng:
Ho kopanya li-LNOI PIC tse sa sebetseng tse entsoeng esale pele ka likarolo tsa LNOI tse nang le doped kapa lasers ea III-V ho fana ka tsela e 'ngoe.
c) Tlhahiso ea Wafer ea Hybrid Active/Passive LNOI:
Mokhoa o mocha o kenyelletsa ho kopanya li-wafer tsa LN tse nang le doped le tse sa senngoang pele ho seha li-ion, e leng se fellang ka li-wafer tsa LNOI tse nang le libaka tse sebetsang le tse sa sebetseng.
Setšoantšo sa 1e bonts'a mohopolo oa li-PIC tse sebetsang/tse sa sebetseng tse kopantsoeng tse kopantsoeng, moo ts'ebetso e le 'ngoe ea lithographic e nolofalletsang ho hokahanya le ho kopanya mefuta ka bobeli ea likarolo.
Ho kopanngoa ha Li-Photodetector
Ho kopanya di-photodetector ho di-PIC tse thehilweng ho LNOI ke kgato e nngwe ya bohlokwa e lebisang ho ditsamaiso tse sebetsang ka botlalo. Mekhoa e mmedi ya mantlha e ntse e fuputswa:
a) Kopanyo e sa Tšoaneng:
Meaho e menyenyane ea semiconductor e ka kopanngoa ka nakoana le li-waveguide tsa LNOI. Leha ho le joalo, ntlafatso ea bokhoni ba ho lemoha le ho hola li ntse li hlokahala.
b) Phetoho ea Bolelele ba Maqhubu bo sa Laoleheng:
Thepa e seng ya mola wa LN e dumella phetoho ya maqhubu ka hara di-waveguide, e leng se nolofalletsang tshebediso ya di-photodetector tse tlwaelehileng tsa silicon ho sa tsotelehe bolelele ba maqhubu bo sebetsang.
Qetello
Tsoelo-pele e potlakileng ea theknoloji ea LNOI e atametsa indasteri haufi le sethala sa PIC se akaretsang se khonang ho sebeletsa mefuta e mengata ea lits'ebetso. Ka ho sebetsana le liphephetso tse teng le ho ntšetsa pele boqapi ba ho kopanya monolithic le detector, li-PIC tse thehiloeng ho LNOI li na le bokhoni ba ho fetola masimo a kang puisano ea mohala, tlhaiso-leseling ea quantum le kutloisiso.
LNOI e na le tšepiso ea ho phethahatsa pono ea nako e telele ea li-PIC tse ka atolosoang, e tsamaellanang le katleho le tšusumetso ea li-EIC. Maiteko a tsoelang pele a R&D—a kang a tsoang ho Nanjing Photonics Process Platform le XiaoyaoTech Design Platform—a tla ba a bohlokoa haholo ho bopeng bokamoso ba li-photonics tse kopaneng le ho notlolla menyetla e mecha libakeng tsohle tsa theknoloji.
Nako ea poso: Phupu-18-2025