Thin-film lithium tantalate (LTOI): Le Isi Fetu Mea mo Modulators Saosaoa Maualuga?

O mea manifinifi lithium tantalate (LTOI) o loʻo faʻaalia e avea o se malosiaga fou taua i le faʻaogaina o mata. O lenei tausaga, e tele galuega maualuga i luga o le LTOI modulators ua lomia faasalalau, faatasi ai ma le maualuga o le LTOI wafers saunia e Polofesa Xin Ou mai le Shanghai Institute of Microsystem ma Faamatalaga Tekonolosi, ma tulaga maualuga waveguide etching faiga na atiina ae e le vaega a Polofesa Kippenberg i le EPFL , Sueteselani. O a latou taumafaiga faʻatasi ua faʻaalia ai taunuuga mataʻina. E le gata i lea, o vaega su'esu'e mai le Iunivesite o Zhejiang o lo'o ta'ita'ia e Polofesa Liu Liu ma le Iunivesite o Harvard na ta'ita'ia e Polofesa Loncar na latou lipotia fo'i i luga o masini fa'atonu a le LTOI.

I le avea ai o se aiga vavalalata o le lithium niobate manifinifi (LNOI), LTOI o loʻo tumau pea le faʻaogaina o le televave ma le maualalo o le gau o le lithium niobate ae o loʻo ofoina atu foʻi tulaga lelei e pei o le taugofie, maualalo le birefringence, ma le faʻaitiitia o aafiaga photorefractive. O se faʻatusatusaga o uiga autu o mea e lua o loʻo tuʻuina atu i lalo.

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◆ Tulaga tutusa i le va o le Lithium Tantalate (LTOI) ma le Lithium Niobate (LNOI)
Fa'asino Upu:2.12 vs 2.21
O lona uiga o le tasi-mode waveguide dimensions, pi'o radius, ma le tele o masini passive e faʻatatau i mea uma e lua e tutusa lelei, ma o latou faʻaogaina o le fiber e faʻatusatusa foi. Fa'atasi ai ma le fa'aogaina lelei o ta'iala galu, e mafai e mea uma e lua ona maua le fa'aofiina o le leiloa o<0.1 dB/cm. Ua lipotia mai e le EPFL se gau ta'avale e 5.6 dB/m.

Electro-optic Coefficient:30.5pm/V vs 30.9pm/V
O le faʻaogaina o le faʻaogaina e faʻatusatusa mo mea uma e lua, faʻatasi ai ma le faʻaogaina e faʻavae i luga o le aafiaga Pockels, faʻatagaina mo le bandwidth maualuga. I le taimi nei, e mafai e sui o le LTOI ona ausia le 400G i le fa'atinoga o le laina, ma le bandwidth e sili atu i le 110 GHz.

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Vavega:3.93 eV vs 3.78 eV
O mea uma e lua o loʻo i ai se faʻamalama manino lautele, e lagolagoina ai talosaga mai le vaʻaia i le infrared wavelengths, e aunoa ma le faʻaogaina i fusi o fesoʻotaʻiga.

Fa'asologa Lona Lua Fa'atasi (d33):21pm/V vs 27pm/V
Afai e fa'aogaina mo fa'aoga e le fa'aogaina e pei o le fa'aupuga fa'atasi lona lua (SHG), fa'atupuina o le eseesega-auala (DFG), po'o le fa'atuputeleina o le aofa'i (SFG), e tatau ona tutusa lelei le fa'aliliuina o mea e lua.

◆ Tau Fa'amanuiaga ole LTOI vs LNOI
Tau Sauniuniga Wafer Lower
LNOI e manaʻomia le faʻapipiʻiina o le ion mo le vavaeeseina o vaega, lea e maualalo le lelei o le ionization. I se fa'atusatusaga, o lo'o fa'aogaina e le LTOI le fa'apipi'iina o le H ion mo le tete'a, e tutusa ma le SOI, fa'atasi ai ma le fa'aogaina o le fa'alelei e sili atu i le 10 taimi maualuga atu nai lo le LNOI. O lenei mea e maua ai se eseesega tele o tau mo 6-inisi wafers: $300 vs. $2000, o se 85% fa'aitiitiga tau.

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Ua uma ona fa'aoga lautele i le maketi fa'aeletonika fa'atau mo filiga fa'alogo(750,000 iunite i tausaga taʻitasi, faʻaaogaina e Samsung, Apple, Sony, ma isi).

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◆ Manuia o Galuega a le LTOI vs LNOI
Fa'aitiiti mea fa'aletonu, Fa'aletonu Aafiaga Photorefractive, Sili atu le mautu
I le taimi muamua, o le LNOI modulators e masani ona fa'aalia le fa'aituau o le fe'avea'i o mata'upu, e mafua ona o le fa'aputuina o tau e mafua mai i fa'aletonu i le ta'iala fa'aau. Afai e le togafitia, o nei masini e mafai ona oʻo i le aso e faʻamautu. Ae ui i lea, o auala eseese na fausia e foia ai lenei mataupu, e pei o le faʻaogaina o le uʻamea uʻamea faʻapipiʻi, polarization substrate, ma le faʻafefeteina, ma faʻafaigofie ai lenei faʻafitauli i le taimi nei.
I se fa'afeagai, o le LTOI e itiiti ni fa'aletonu o meafaitino, ma fa'aitiitia ai fa'alavelave fe'avea'i. E tusa lava pe leai se faʻaopoopoga faʻaopoopo, o lona tulaga faʻaogaina e tumau pea le mautu. O fa'ai'uga fa'apenei na lipotia mai e le EPFL, Harvard, ma le Iunivesite o Zhejiang. Ae ui i lea, o le faʻatusatusaga e masani ona faʻaaogaina LNOI modulators e leʻi togafitia, atonu e le fetaui atoatoa; fa'atasi ai ma le fa'agaioiina, e foliga tutusa le fa'atinoga o mea uma e lua. O le eseesega tele o lo'o taoto i le LTOI e mana'omia ni nai laasaga fa'aopoopo.

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Birefringence Maulalo: 0.004 vs 0.07
O le maualuga o le birefringence o le lithium niobate (LNOI) e mafai ona luitauina i nisi o taimi, aemaise lava pe a pi'o le ta'iala e mafai ona mafua ai le faʻaogaina o le faʻaogaina ma le faʻaogaina o auala. I le LNOI manifinifi, o se pi'o i le ta'iala galu e mafai ona liua se vaega le malamalama TE i le malamalama TM, fa'alavelaveina le fau o nisi masini passive, pei o filiga.
Faatasi ai ma le LTOI, o le birefringence pito i lalo e faʻaumatia ai lenei faʻafitauli, e ono faʻafaigofie ai le atinaʻeina o masini passive maualuga. Ua lipotia mai foi e le EPFL i'uga mata'ina, ua fa'aogaina ai le la'ititi la'ititi a le LTOI ma le leai o se fa'agasologa o auala e maua ai le fa'atupuina o selu fa'aeletise-optic ultra-lautele fa'atasi ai ma le fa'atonutonuina o le ta'ape mafolafola i se va'aiga lautele. O le mea lea na i'u ai i se fa'ailoga 450 nm selu fa'apipi'i fa'atasi ma sili atu i le 2000 laina selu, e tele taimi e sili atu nai lo mea e mafai ona maua i le lithium niobate. Pe a faatusatusa i le Kerr optical frequency selu, electro-optic selu e ofoina atu le lelei o le tulaga-saoloto ma sili atu le mautu, e ui lava e manaomia ai se masini microwave ulu maualuga.

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Maualuga Maualuga Fa'aleagaina Fa'aletonu
O le fa'aletonu o le mata'utia o le LTOI e fa'aluaina nai lo le LNOI, e maua ai le avanoa i talosaga e le laina (ma le lumana'i Coherent Perfect Absorption (CPO) talosaga). Ole maualuga ole eletise ole eletise ole taimi nei e foliga mai e le afaina ai le lithium niobate.
Aafiaga Raman maualalo
E fa'atatau fo'i lea i fa'aoga lē laina. Lithium niobate ei ai se aafiaga Raman malosi, lea i le Kerr optical frequency selu talosaga e mafai ona taitai atu i le Raman le manaomia le gaosiga o le malamalama ma maua ai le tauvaga, puipuia x-cut lithium niobate opitika selu mai le oo atu i le setete soliton. Faatasi ai ma le LTOI, e mafai ona taofiofia le aafiaga Raman e ala i le mamanu faʻataʻitaʻiga tioata, faʻatagaina le x-cut LTOI e ausia le soliton optical frequency comb generation. Ole mea lea e mafai ai ona tu'ufa'atasia fa'atasi ole soliton optical frequency selu fa'atasi ai ma mea fa'aoga saosaoa, ose mea e le mafai ona ausia ile LNOI.
◆ Aiseā na le taʻua ai le Lithium Tantalate (LTOI) Manifinifi?
Lithium tantalate e maualalo le vevela Curie nai lo lithium niobate (610°C vs. 1157°C). Aʻo leʻi amataina le faʻaogaina o tekinolosi heterointegration (XOI), na gaosia le lithium niobate modulators e faʻaogaina ai le titanium diffusion, lea e manaʻomia ai le faʻafefe i luga o le 1000 ° C, e le talafeagai ai le LTOI. Ae ui i lea, faatasi ai ma le suiga o aso nei i le faʻaogaina o mea faʻapipiʻi faʻapipiʻi ma faʻataʻitaʻiga galu mo le faʻatulagaina o modulator, o le 610°C Curie vevela e sili atu nai lo le lava.
◆ O le a Suia ea le Lithium Tantalate (LTOI) Manifinifi-Film Lithium Niobate (TFLN)?
Fa'avae i su'esu'ega o lo'o iai nei, ua ofoina mai e le LTOI ni fa'amanuiaga ile fa'atinoina o galuega, mautu, ma le tau tele o le gaosiga, e aunoa ma ni fa'aletonu e aliali mai. Ae ui i lea, e le sili atu le LTOI i le lithium niobate i le faʻaogaina o faʻatinoga, ma o faʻafitauli mautu ma le LNOI ua iloa fofo. Mo fesoʻotaʻiga DR modules, e itiiti lava le manaʻoga mo vaega pasi (ma le silicon nitride e mafai ona faʻaoga pe a manaʻomia). E le gata i lea, e mana'omia ni tupe fa'afaigaluega fou e toe fa'atūina ai faiga fa'a'au'au, faiga fa'atasi, ma su'esu'ega fa'amaoni (o le faigata o le fa'aogaina o le lithium niobate e le'o le ta'iala ae o le ausiaina o le maualuga o le wafer-level etching). O le mea lea, ina ia tauva ma tulaga fa'avae a le lithium niobate, atonu e mana'omia e le LTOI ona fa'ailoa atili fa'amanuiaga. Ae ui i lea, i le tulaga tau a'oa'oga, ua ofoina mai e le LTOI le tele o su'esu'ega mo le tu'ufa'atasia i luga o masini masini, e pei o selu fa'aeletise-optic, PPLT, soliton ma le AWG wavelength device, ma array modulators.


Taimi meli: Nov-08-2024