Fa'atomuaga
Ona o le manuia o matagaluega fa'aeletoronika tu'ufa'atasi (EICs), ua fa'agasolo lelei le atina'eina o matagaluega fa'a-photonic tu'ufa'atasi (PICs) talu mai lona amataga i le 1969. Peita'i, e le pei o EICs, o le atina'eina o se fa'avae lautele e mafai ona lagolagoina ai fa'aoga eseese o le photonic o lo'o avea pea ma lu'itau tele. O lenei tusiga o lo'o su'esu'eina ai le tekinolosi fou o le Lithium Niobate on Insulator (LNOI), lea ua vave ona avea ma fofo folafolaina mo le isi tupulaga PICs.
Le Tuputupu Aʻe o Tekonolosi LNOI
Ua leva ona iloa le Lithium niobate (LN) o se mea taua mo faʻaoga photonic. Peitaʻi, na o le faʻalauiloaina o le LNOI thin-film ma metotia faʻapitoa o le gaosiga na faʻaalia ai lona gafatia atoatoa. Ua faʻaalia ma le manuia e le au suʻesuʻe ni ultra-low-loss ridge waveguides ma ultra-high-Q microresonators i luga o le LNOI platforms [1], o se laʻasaga taua i le integrated photonics.
Aogā Autū o le Tekonolosi LNOI
- Gau opitika maualalo tele(e maualalo ifo i le 0.01 dB/cm)
- Fausaga nanophotonic maualuga le tulaga lelei
- Lagolago mo faiga eseese opitika e le o se laina
- Fa'atulagaina o le eletise-optic tu'ufa'atasi (EO)
Fa'agasologa Optical Nonlinear i luga o le LNOI
O fausaga nanophotonic maualuga le faatinoga ua gaosia i luga o le fausaga LNOI e mafai ai ona faatinoina ni faiga opitika taua e le o se laina faatasi ai ma le lelei tele ma le malosiaga pamu itiiti. O faiga ua faaalia e aofia ai:
- Tupulaga Harmonic Lona Lua (SHG)
- Fa'aputuga o Taimi e Fa'atino ai (SFG)
- Eseesega o le Fa'asologa o Taimi e Tupu ai (DFG)
- Fa'aliliuga Fa'alalo Parametric (PDC)
- Fa'afefiloi o Galu e Fa (FWM)
Ua faʻatinoina le tele o fuafuaga faʻafetaui vaega e faʻaleleia atili ai nei faiga, ma faʻatuina ai le LNOI o se faʻavae opitika e le faʻatulagaina e matua tele lava lona aoga.
Masini Fa'apipi'i e Mafai ona Fa'aliliuina i le Eletise-Opitika
Ua mafai fo'i e le tekinolosi LNOI ona atiina ae le tele o masini photonic e mafai ona fa'atulagaina ma fa'atulagaina, e pei o:
- Fa'atonutonu opitika saoasaoa maualuga
- PIC e tele galuega e mafai ona toe fa'atulagaina
- Selu fa'asolosolo e mafai ona fetu'una'i
- Punavai laiti-optomechanical
O nei masini e faʻaaogaina meatotino EO totino o le lithium niobate e ausia ai le pulea saʻo ma le saoasaoa maualuga o faailoilo o le malamalama.
Fa'aoga Aogā o le LNOI Photonics
O loʻo faʻaaogaina nei PIC e faʻavae i luga o le LNOI i le tele o faʻaoga aoga, e aofia ai:
- Fa'aliliuga o le microwave-i-optical
- Sene fa'apitoa
- Sikometeri i luga o le chip
- Selesi fa'a-opitika
- Faiga feso'ota'iga fa'atekonolosi fa'aonaponei
O nei faʻaoga e faʻaalia ai le gafatia o le LNOI e faʻafetaui ai le faʻatinoga o vaega o le bulk-optic, aʻo ofoina atu ni fofo e faʻalauteleina ma faʻasaoina ai le malosi e ala i le gaosiga o ata.
Luʻitau o loʻo iai nei ma itu e agaʻi i luma
E ui i lona alualu i luma lelei, ae o loo feagai le tekinolosi a le LNOI ma ni faafitauli faatekinolosi se tele:
a) Fa'aitiitia Atili le Gau o le Va'aiga
O le leiloa o le galu o le tafega o le eletise (0.01 dB/cm) e maualuga atu pea nai lo le tapula'a o le mitiia o meafaitino. E mana'omia le alualu i luma i metotia o le tipiina o le ion ma le nanofabrication e fa'aitiitia ai le mageso o le fogaeleele ma fa'aletonu e feso'ota'i ma le mitiia.
b) Fa'aleleia atili le Puleaina o le Fa'ata'ita'iga o le Waveguide
O le fa'agaoioia o waveguides i lalo ifo o le 700 nm ma le sub-2 μm coupling gaps e aunoa ma le fa'aleagaina o le toe fai pe fa'ateleina ai le propagation loss e taua tele mo le maualuga o le integration density.
c) Fa'aleleia atili o le Lelei o le Fa'apipi'iina
E ui o alava fa'alava ma mode converters e fesoasoani e ausia ai le lelei tele o le fa'apipi'iina, ae o ufiufi e tete'e atu i le atagia mai o le ea e mafai ona fa'aitiitia atili ai le atagia mai o le ea ma mea e feso'ota'i ai.
d) Atina'eina o Vaega Fa'apolarization e Maualalo le Pa'ū
E taua tele masini photonic e le lagona le polarization i luga o le LNOI, e manaʻomia ai vaega e fetaui ma le faʻatinoga o polarizers free-space.
e) Tuufaatasia o Mea Fa'aeletoronika Pulea
O le faʻafesoʻotaʻiina lelei o masini faʻaeletoronika tetele e aunoa ma le faʻaitiitia o le faʻatinoga o le vaʻaiga o se itu autū lea o suʻesuʻega.
f) Inisinia Fa'afetaui ma Fa'asalalauina o Vaega Maualuga
E taua tele le faʻatuatuaina o mamanu o le vaega i le iugafono o le sub-micron mo optics e le o ni laina ae o loʻo tumau pea o se tekonolosi e leʻi atoatoa i luga o le faʻavae LNOI.
g) Taui mo Fa'aletonu o le Galuega Fa'atino
E taua tele auala e faʻaitiitia ai suiga o vaega e mafua mai i suiga o le siosiomaga poʻo fesuiaʻiga o le gaosiga mo le faʻatinoina i le lalolagi moni.
h) Feso'ota'iga Lelei o le Tele-Chip
E tāua le faʻatalanoaina o le fesoʻotaʻiga lelei i le va o le tele o chips LNOI ina ia mafai ona sili atu i tapulaʻa o le fesoʻotaʻiga e tasi le wafer.
Tuufaatasiga Monolithic o Vaega Gaoioi ma Vaega Lē Gaoioi
O se luʻitau autū mo LNOI PICs o le tuʻufaʻatasia taugofie o vaega gaioi ma vaega e le gaioi e pei o:
- Lasers
- Mea e iloa ai
- Fa'aliliuga o le galu e le o se laina
- Modulators
- Multiplexers/Demultiplexers
O fuafuaga o loʻo iai nei e aofia ai:
a) Fa'aopoopoina o le Ion i le LNOI:
O le fa'aopoopoina fa'apitoa o ions gaioi i totonu o vaega atofaina e mafai ona taitai atu ai i punaoa malamalama i luga o le chip.
b) Fa'afeso'ota'iga ma le Tu'ufa'atasiga Eseese:
O le fa'apipi'iina o le passive LNOI PICs ua uma ona fa'apipi'iina i ni vaega LNOI ua fa'apipi'iina po'o le III-V lasers e maua ai se isi auala.
c) Fa'agasologa o le gaosiga o le LNOI Wafer e ala i le Galulue Fa'atasi/Le Galulue Fa'atasi:
O se auala fou e aofia ai le faʻapipiʻiina o le LN wafers ua faʻapipiʻiina ma le LN wafers e leʻi faʻapipiʻiina aʻo leʻi tipiina le ion, ma iʻu ai i le LNOI wafers e iai vaega gaioi ma vaega le gaioi.
Ata 1o loʻo faʻaalia ai le manatu o le hybrid integrated active/passive PICs, lea e mafai ai e se faiga faʻa-lithographic e tasi ona faʻatulaga ma tuʻufaʻatasia lelei ituaiga vaega uma e lua.
Tuufaatasia o Photodetectors
O le tuʻufaʻatasia o photodetectors i totonu o PIC faʻavae i le LNOI o se isi laʻasaga taua agai i le faʻatinoina atoatoa o faiga. E lua auala autu o loʻo suʻesuʻeina:
a) Tuufaatasiga Eseese:
E mafai ona fa'apipi'i fa'afuase'i vaega nano o le semiconductor i ta'iala o galu LNOI. Peita'i, e mana'omia pea le fa'aleleia atili o le lelei o le iloa ma le fa'alauteleina.
b) Suiga o le Umi o le Galu e le o se laina:
O meatotino e le laina sa'o a le LN e mafai ai ona liua le televave i totonu o taiala o galu, e mafai ai ona faʻaaogaina ata faʻasolo masani o le silicon e tusa lava po o le a le umi o le galu o loʻo faʻagaoioia.
Faaiuga
O le vave alualu i luma o le tekinolosi LNOI ua faalatalata atili ai le alamanuia i se fausaga PIC lautele e mafai ona auauna atu i le tele o talosaga. I le foia o luitau o loʻo iai nei ma le tuleia o mea fou i le tuufaatasia o monolithic ma detector, o PIC e faavae i le LNOI e iai le gafatia e suia ai vaega e pei o fesootaiga, faamatalaga quantum, ma le sensing.
O loʻo i ai i le LNOI le folafolaga o le faʻataunuʻuina o le faʻaaliga umi o PIC e mafai ona faʻalauteleina, e fetaui ma le manuia ma le aʻafiaga o EIC. O taumafaiga faifai pea o le R&D—e pei o taumafaiga mai le Nanjing Photonics Process Platform ma le XiaoyaoTech Design Platform—o le a taua tele i le faʻatulagaina o le lumanaʻi o photonics tuʻufaʻatasia ma le tatalaina o avanoa fou i vaega faʻatekonolosi.
Taimi na lafoina ai: Iulai-18-2025