Thepa ea lithium tantalate (LTOI) e ntse e hlaha e le matla a macha a bohlokoa tšimong ea optics e kopaneng. Selemong sena, mesebetsi e 'maloa ea maemo a holimo ho li-modulator tsa LTOI e phatlalalitsoe, ka li-wafer tsa LTOI tsa boleng bo holimo tse fanoeng ke Moprofesa Xin Ou oa Setsi sa Microsystem le Theknoloji ea Tlhahisoleseling sa Shanghai, le lits'ebetso tsa ho betla maqhubu a boleng bo holimo tse ntlafalitsoeng ke sehlopha sa Moprofesa Kippenberg ho EPFL, Switzerland. Boiteko ba bona ba tšebelisano-'moho bo bontšitse liphetho tse khahlang. Ho feta moo, lihlopha tsa lipatlisiso tse tsoang Univesithing ea Zhejiang tse etelletsoeng pele ke Moprofesa Liu Liu le Univesithi ea Harvard e etelletsoeng pele ke Moprofesa Loncar le tsona li tlalehile ka li-modulator tsa LTOI tse lebelo le phahameng, tse tsitsitseng haholo.
Jwalo ka kamano e haufi ya thin-film lithium niobate (LNOI), LTOI e boloka dibopeho tsa ho feto-fetoha ha lebelo le ho theoha ha theko ya lithium niobate ha ka nako e ts'oanang e fana ka melemo e kang theko e tlase, birefringence e tlase, le ditlamorao tse fokotsehileng tsa photorefractive. Papiso ya dibopeho tsa mantlha tsa thepa ena e mmedi e hlahiswa ka tlase.
◆ Ho tšoana pakeng tsa Lithium Tantalate (LTOI) le Lithium Niobate (LNOI)
①Index ea Refractive:2.12 khahlano le 2.21
Sena se bolela hore litekanyo tsa waveguide tsa mokgwa o le mong, radius e kobehang, le boholo bo tloaelehileng ba sesebediswa se sa sebetseng bo itshetlehileng hodima thepa ka bobedi di tshwana haholo, mme tshebetso ya tsona ya ho kopanya faeba le yona e a tshwana. Ka ho betla ha waveguide hantle, thepa ka bobedi e ka fihlella tahlehelo ya ho kenya<0.1 dB/cm. EPFL e tlaleha tahlehelo ea tataiso ea maqhubu ea 5.6 dB/m.
②Koefficient ea Electro-optic:30.5 pm/V ha ho bapisoa le 30.9 pm/V
Bokgoni ba ho fetola molumo bo ka bapiswa le disebediswa tsena ka bobedi, ka ho fetola molumo ho itshetlehile ka phello ya Pockels, e leng se dumellang bandwidth e phahameng. Hona jwale, di-modulator tsa LTOI di kgona ho fihlella tshebetso ya 400G ka tsela, ka bandwidth e fetang 110 GHz.
③Lekhalo la lekhalo:3.93 eV khahlano le 3.78 eV
Lisebelisoa tsena ka bobeli li na le fensetere e pharaletseng e bonaletsang, e tšehetsang lits'ebetso ho tloha maqhubung a bonahalang ho isa ho a infrared, ntle le ho monya meheleng ea puisano.
④Koefficient e sa Lekanyetsoang ea Sehlopha sa Bobeli (d33):21 pm/V ha ho bapisoa le 27 pm/V
Haeba e sebelisoa bakeng sa lits'ebetso tse seng tsa mola o otlolohileng tse kang tlhahiso ea bobeli ea harmonic (SHG), tlhahiso ea maqhubu a phapang (DFG), kapa tlhahiso ea maqhubu a kakaretso (SFG), bokhoni ba phetoho ea lisebelisoa tse peli bo lokela ho tšoana hantle.
◆ Melemo ea Litšenyehelo tsa LTOI khahlanong le LNOI
①Litšenyehelo tse Tlase tsa ho Lokisetsa Wafer
LNOI e hloka ho kenngoa ha li-ion tsa He bakeng sa karohano ea lera, e nang le bokhoni bo tlase ba ho kenngoa ha li-ion. Ka lehlakoreng le leng, LTOI e sebelisa ho kenngoa ha li-ion tsa H bakeng sa karohano, joalo ka SOI, ka bokhoni ba ho arola li-ion tse fetang LNOI ka makhetlo a 10. Sena se fella ka phapang e kholo ea theko bakeng sa li-wafer tsa lisenthimithara tse 6: $300 khahlanong le $2000, phokotso ea litšenyehelo ea 85%.
②E se e ntse e sebelisoa haholo 'marakeng oa lisebelisoa tsa elektroniki tsa bareki bakeng sa li-filter tsa acoustic(Diyuniti tse 750,000 ka selemo, tse sebediswang ke Samsung, Apple, Sony, jj.).
◆ Melemo ea Tshebetso ea LTOI khahlanong le LNOI
①Liphoso tse Fokolang tsa Thepa, Phello e Fokolang ea Photorefractive, Botsitso bo Eketsehileng
Qalong, li-modulator tsa LNOI hangata li ne li bontša ho kheloha ha lintlha tsa bias, haholo-holo ka lebaka la ho bokellana ha litefiso ho bakoang ke liphoso tse ho sebopeho sa waveguide. Haeba li sa phekoloe, lisebelisoa tsena li ka nka letsatsi ho tsitsa. Leha ho le joalo, mekhoa e fapaneng e ile ea ntlafatsoa ho rarolla bothata bona, joalo ka ho sebelisa tšepe oxide cladding, substrate polarization, le annealing, e leng se etsang hore bothata bona bo laolehe haholo hona joale.
Ka lehlakoreng le leng, LTOI e na le diphoso tse fokolang tsa thepa, e leng se lebisang ho fokotseheng ho hoholo ha diketsahalo tsa ho thella. Esita le ntle le ts'ebetso e eketsehileng, ntlha ya yona ya tshebetso e ntse e tsitsitse. Diphetho tse tshwanang di tlalehilwe ke EPFL, Harvard, le Univesithi ya Zhejiang. Leha ho le jwalo, papiso hangata e sebedisa di-modulator tsa LNOI tse sa phekolwang, e leng se ka nnang sa se be le toka ka ho felletseng; ka ts'ebetso, tshebetso ya thepa ka bobedi e ka tshwana. Phapang e kgolo e ho LTOI e hlokang mehato e mmalwa ya ts'ebetso e eketsehileng.
②Birefringence e Tlase: 0.004 vs 0.07
Ho ba le birefringence e phahameng ea lithium niobate (LNOI) ho ka ba thata ka linako tse ling, haholo-holo kaha maqhubu a waveguide a ka baka ho kopana ha mokhoa le ho kopanya mokhoa. Ho LNOI e tšesaane, ho kobeha ho waveguide ho ka fetola leseli la TE ka karolo e itseng hore e be leseli la TM, e leng se thatafatsang tlhahiso ea lisebelisoa tse itseng tse sa sebetseng, joalo ka li-filter.
Ka LTOI, birefringence e tlase e felisa bothata bona, e leng se ka etsang hore ho be bonolo ho ntshetsa pele disebediswa tse sebetsang hantle tse sa sebetseng. EPFL e boetse e tlalehile diphetho tse hlokomelehang, e sebedisa birefringence e tlase ya LTOI le ho se be teng ha mokgwa wa ho tshela ho fihlella tlhahiso ya khetla ya maqhubu a electro-optic ya ultra-wide spectrum ka taolo e bataletseng ya ho hasana ho pholletsa le mefuta e mengata ya spectral. Sena se bakile bandwidth e kgahlehang ya khetla ya 450 nm e nang le mela ya khetla e fetang 2000, e kgolo ka makgetlo a mmalwa ho feta seo se ka fihlellwang ka lithium niobate. Ha e bapiswa le dikhetla tsa maqhubu a Kerr optical, dikhetla tsa electro-optic di fana ka monyetla wa ho ba ntle le moedi le ho tsitsisa haholoanyane, le hoja di hloka ho kenngwa ha microwave e matla haholo.
③Moeli o Phahameng oa Tšenyo ea Optical
Moeli oa tšenyo ea mahlo oa LTOI o habeli ho feta oa LNOI, o fanang ka monyetla lits'ebetsong tse seng tsa mola (le lits'ebetsong tse ka bang tsa Coherent Perfect Absorption (CPO) nakong e tlang). Maemo a hona joale a matla a module ea optical ha a na monyetla oa ho senya lithium niobate.
④Phello e Tlase ea Raman
Sena se boetse se amana le lits'ebetso tse seng tsa mola. Lithium niobate e na le phello e matla ea Raman, eo lits'ebetsong tsa Kerr optical frequency comb e ka lebisang tlhahisong ea leseli e sa batleheng ea Raman le ho fumana tlholisano, e thibelang x-cut lithium niobate optical frequency combs ho fihla boemong ba soliton. Ka LTOI, phello ea Raman e ka hatelloa ka moralo oa kristale orientation, e lumellang x-cut LTOI ho fihlela tlhahiso ea soliton optical frequency comb. Sena se nolofalletsa kopanyo ea monolithic ea soliton optical frequency combs ka li-modulator tse lebelo le phahameng, e leng ntho e ke keng ea finyelloa ka LNOI.
◆ Ke Hobane'ng ha ho sa ka ha boleloa pejana ka Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI)?
Lithium tantalate e na le mocheso o tlase oa Curie ho feta lithium niobate (610°C khahlano le 1157°C). Pele ho nts'etsopele ea theknoloji ea heterointegration (XOI), li-modulator tsa lithium niobate li ne li etsoa ka ho sebelisa titanium diffusion, e leng se hlokang ho annealing ho feta 1000°C, e leng se etsang hore LTOI e se ke ea tšoaneleha. Leha ho le joalo, ka phetoho ea kajeno ea ho sebelisa li-substrate tsa insulator le waveguide etching bakeng sa ho theha modulator, mocheso oa 610°C Curie o lekane ho feta.
◆ Na Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI) e tla nka sebaka sa Thin-Film Lithium Niobate (TFLN)?
Ho latela dipatlisiso tsa hajwale, LTOI e fana ka melemo tshebetsong e sa sebetseng, botsitso, le ditjeo tse kgolo tsa tlhahiso, ntle le mathata a bonahalang. Leha ho le jwalo, LTOI ha e fete lithium niobate tshebetsong ya modulation, mme mathata a botsitso ka LNOI a na le ditharollo tse tsejwang. Bakeng sa di-module tsa puisano tsa DR, ho na le tlhoko e nyane ya dikarolo tse sa sebetseng (mme silicon nitride e ka sebediswa haeba ho hlokahala). Ho feta moo, matsete a matjha a hlokahala ho theha botjha ditsamaiso tsa ho betla tsa boemo ba wafer, mekgwa ya heterointegration, le teko ya botshepehi (bothata ba ho betla ha lithium niobate e ne e se tataiso ya maqhubu empa e ne e le ho fihlella ho betla ha boemo ba wafer bo nang le chai e ngata). Ka hona, ho qothisana lehlokoa le boemo bo thehilweng ba lithium niobate, LTOI e kanna ya hloka ho sibolla melemo e meng. Leha ho le jwalo, thutong, LTOI e fana ka bokgoni bo boholo ba dipatlisiso bakeng sa ditsamaiso tse kopaneng tsa on-chip, tse kang di-combs tsa electro-optic tse nang le octave-spanning, PPLT, disebediswa tsa karohano ya wavelength ya soliton le AWG, le di-array modulator.
Nako ea poso: Pulungoana-08-2024