Lithium Tantale (LTOI) alta velocitatModulador electro-òptic
El trànsit de dades global continua creixent, impulsat per l’adopció generalitzada de noves tecnologies com 5G i Intel·ligència Artificial (AI), que suposa reptes importants per als transceors a tots els nivells de xarxes òptiques. Concretament, la tecnologia del modulador electroòptic de propera generació requereix un augment significatiu de les taxes de transferència de dades a 200 Gbps en un sol canal alhora que redueix el consum i els costos d’energia. En els darrers anys, la tecnologia de fotònics de silici s’ha utilitzat àmpliament en el mercat de transceptor òptic, principalment a causa del fet que la fotònica de silici es pot produir en massa mitjançant el procés CMOS madur. No obstant això, els moduladors electroòptics SOI que es basen en la dispersió del transportista afronten grans reptes en l'ample de banda, el consum d'energia, l'absorció de portadors lliures i la modulació de la no linealitat. Altres rutes tecnològiques del sector inclouen INP, Lnoi de niobat de liti de pel·lícula fina, polímers electro-òptics i altres solucions d’integració heterogènia multi-plataforma. Es considera que LNOI és la solució que pot aconseguir el millor rendiment en la velocitat ultra alta i la modulació de baixa potència, però actualment té alguns reptes en termes de procés de producció massiva i cost. Recentment, l’equip va llançar una fina plataforma fotònica integrada de Lithium Lithium Lithium (LTOI) amb excel·lents propietats fotoelèctriques i fabricació a gran escala, que s’espera que coincideixi o fins i tot superi el rendiment de plataformes òptiques de niobat i silici de liti en moltes aplicacions. Tanmateix, fins ara, el dispositiu bàsic deComunicació òptica, el modulador electro òptic de velocitat ultra alta, no s'ha verificat a LTOI.
En aquest estudi, els investigadors van dissenyar per primera vegada el modulador electroòptic LTOI, l'estructura del qual es mostra a la figura 1. A través del disseny de l'estructura de cada capa de tàntalate de liti a l'aïllant i els paràmetres de l'elèctrode de microonesModulador electro-òptices realitza. Pel que fa a la reducció de la pèrdua de l’elèctrode de microones, els investigadors d’aquest treball van proposar per primera vegada l’ús de plata com a material d’elèctrodes amb una millor conductivitat, i l’elèctrode de plata es va demostrar que reduïen la pèrdua de microones fins al 82% en comparació amb l’elèctrode d’or àmpliament utilitzat.
Fig. 1 Estructura del modulador electro-òptic LTOI, disseny de concordança de fase, prova de pèrdua d'elèctrodes de microones.
Fig. 2 mostra l’aparell experimental i els resultats del modulador electro-òptic LTOIla intensitat moduladaDetecció directa (IMDD) en sistemes de comunicació òptica. Els experiments mostren que el modulador electroòptic LTOI pot transmetre senyals PAM8 a una velocitat de signes de 176 GBD amb un BER mesurat de 3,8 × 10⁻² per sota del llindar SD-FEC del 25%. Tant per a 200 GBD PAM4 com per a 208 GBD PAM2, BER va ser significativament inferior al llindar del 15% de SD-FEC i del 7% HD-FEC. La prova d’ulls i histograma de la figura 3 demostra visualment que el modulador electroòptic LTOI es pot utilitzar en sistemes de comunicació d’alta velocitat amb alta linealitat i baixa velocitat d’error de bits.
Fig. 2 Experiment mitjançant modulador electro-òptic LTOI per aLa intensitat moduladaDetecció directa (IMDD) en el sistema de comunicació òptica (a) dispositiu experimental; (b) la velocitat d'error de bits mesurada (BER) dels senyals PAM8 (vermell), PAM4 (verd) i PAM2 (blau) en funció de la velocitat de signes; (c) Extractat la velocitat d'informació útil (aire, línia guionada) i la taxa de dades net associada (NDR, línia sòlida) per a les mesures amb valors de velocitat d'error de bits per sota del límit del 25% de SD-FEC; (d) Mapes d'ulls i histogrames estadístics sota la modulació PAM2, PAM4, PAM8.
Aquest treball demostra el primer modulador electro-òptic LTOI d’alta velocitat amb una amplada de banda de 3 dB de 110 GHz. En la modulació d’intensitat Detecció directa Experiments de transmissió IMDD, el dispositiu aconsegueix una taxa de dades NET de 405 GBIT/s, que és comparable al millor rendiment de plataformes electro-òptiques existents com els moduladors LNOI i plasma. En el futur, utilitzant més complexModulador d’IQDissenys o tècniques de correcció d’errors de senyal més avançades, o bé mitjançant substrats de pèrdua de microones inferiors com ara substrats de quars, es preveu que els dispositius de thitium tantalats assoleixin taxes de comunicació de 2 TBBT/s o superiors. Combinats amb els avantatges específics de LTOI, com la menor birefringència i l’efecte a escala a causa de la seva aplicació generalitzada en altres mercats de filtres de RF, la tecnologia de fotònics de thathium thitium proporcionarà solucions de baix cost, de baixa potència i d’ultra alta velocitat per a xarxes de comunicació òptica d’alta velocitat i sistemes fotònics de micròfon.
Posada a l'11-1024