تونۇشتۇرۇش
ئېلېكترونلۇق توپلاشتۇرۇلغان توك يولى (EIC) نىڭ مۇۋەپپەقىيىتىدىن ئىلھام ئېلىپ ، فوتون بىرىكمە توك يولى (PIC) 1969-يىلى قۇرۇلغاندىن بۇيان تەرەققىي قىلىپ كەلگەن. قانداقلا بولمىسۇن ، EIC غا ئوخشىمايدىغىنى ، كۆپ خىل فوتون قوللىنىشچان پروگراممىلارنى قوللىيالايدىغان ئۇنىۋېرسال سۇپا ئېچىش يەنىلا بىر چوڭ رىقابەت. بۇ ماقالىدە يېڭىدىن بارلىققا كەلگەن لىتىي نىئوبات ئىزولياتور (LNOI) تېخنىكىسى ئۈستىدە ئىزدىنىلىپ ، تېز سۈرئەتتە كېيىنكى ئەۋلاد PIC لار ئۈچۈن ئۈمىدۋار ھەل قىلىش چارىسى بولۇپ قالدى.
LNOI تېخنىكىسىنىڭ قەد كۆتۈرۈشى
لىتىي نىئوبات (LN) ئۇزۇندىن بۇيان فوتون قوللىنىشچان پروگراممىلارنىڭ مۇھىم ماتېرىيالى دەپ ئېتىراپ قىلىنغان. قانداقلا بولمىسۇن ، نېپىز پەردە LNOI ۋە ئىلغار توقۇلما تېخنىكىنىڭ بارلىققا كېلىشى بىلەنلا ، ئۇنىڭ يوشۇرۇن كۈچى تولۇق ئېچىلدى. تەتقىقاتچىلار LNOI سۇپىسىدا دەرىجىدىن تاشقىرى تۆۋەن زىيانلىق تاغ تىزمىسى دولقۇنى ۋە دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى Q مىكرو ئېلېكتروننى مۇۋەپپەقىيەتلىك ھالدا نامايان قىلدى ، بۇ بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن فوتونكا ساھەسىدە كۆرۈنەرلىك سەكرەشنى كۆرسىتىدۇ.
LNOI تېخنىكىسىنىڭ مۇھىم ئەۋزەللىكى
- دەرىجىدىن تاشقىرى تۆۋەن ئوپتىكىلىق زىيان(ئەڭ تۆۋەن بولغاندا 0.01 dB / cm)
- ئەلا سۈپەتلىك نانوفوتون قۇرۇلمىسى
- كۆپ خىل سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلارنى قوللاش
- توپلاشتۇرۇلغان ئېلېكتر ئوپتىكىلىق (EO) ماسلىشىشچانلىقى
LNOI دىكى سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلار
LNOI سۇپىسىدا ياسالغان يۇقىرى ئىقتىدارلىق نانو فوتون قۇرۇلمىسى كۆرۈنەرلىك ئۈنۈم ۋە ئەڭ تۆۋەن پومپا كۈچى بىلەن ئاچقۇچلۇق سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلارنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدۇ. كۆرسىتىلگەن جەريانلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
- ئىككىنچى گارمون ئەۋلاد (SHG)
- Sum چاستوتىلىق ئەۋلاد (SFG)
- پەرقلىق چاستوتا ئەۋلاد (DFG)
- پارامېتىرلىق تۆۋەنگە ئايلاندۇرۇش (PDC)
- تۆت دولقۇن ئارىلاشتۇرۇش (FWM)
بۇ جەريانلارنى ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەر خىل باسقۇچلارنى ماسلاشتۇرۇش لايىھىسى يولغا قويۇلۇپ ، LNOI نى كۆپ ئىقتىدارلىق سىزىقسىز ئوپتىكىلىق سۇپا قىلىپ قۇرۇپ چىقتى.
ئېلېكتر ئوپتىكىلىق تەڭشىگىلى بولىدىغان ئۈسكۈنىلەر
LNOI تېخنىكىسى يەنە نۇرغۇنلىغان ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەڭشىگىلى بولىدىغان فوتون ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇردى ، مەسىلەن:
- يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ
- قايتا تەڭشىگىلى بولىدىغان كۆپ ئىقتىدارلىق PIC
- تەڭشىگىلى بولىدىغان چاستوتا تارغاق
- مىكرو ئوپتىكىلىق بۇلاق
بۇ ئۈسكۈنىلەر لىتىي نىئوباتنىڭ ئىچكى EO خۇسۇسىيىتىدىن پايدىلىنىپ ، نۇر سىگنالىنى ئېنىق ، يۇقىرى سۈرئەتلىك كونترول قىلىشنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ.
LNOI Photonics نىڭ ئەمەلىي قوللىنىشچان پروگراممىلىرى
LNOI نى ئاساس قىلغان PIC ھازىر كۆپىيىۋاتقان ئەمەلىي قوللىنىشچان پروگراممىلاردا قوللىنىلىۋاتىدۇ ، مەسىلەن:
- مىكرو دولقۇنلۇق ئوپتىكىلىق ئايلاندۇرغۇچ
- ئوپتىك سېنزور
- ئۆزەك پلاستىنكىسى
- ئوپتىكىلىق چاستوتا تارغاق
- ئىلغار تېلېگراف سىستېمىسى
بۇ قوللىنىشچان پروگراممىلار LNOI نىڭ ئوپتىكىلىق زاپچاسلارنىڭ ئىقتىدارىغا ماسلىشىش يوشۇرۇن كۈچىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا فوتوگرافلىق توقۇلما ئارقىلىق كېڭەيتىشچان ، ئېنېرگىيە تېجەيدىغان ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەيدۇ.
نۆۋەتتىكى رىقابەت ۋە كەلگۈسى يۆنىلىش
گەرچە ئۈمىدۋار ئىلگىرىلەشلەرگە قارىماي ، LNOI تېخنىكىسى بىر قانچە تېخنىكىلىق توسالغۇلارغا دۇچ كەلدى:
a) ئوپتىكىلىق زىياننى يەنىمۇ ئازايتىش
نۆۋەتتىكى دولقۇن نۇرنىڭ يوقىلىشى (0.01 dB / cm) يەنىلا ماددىنىڭ سۈمۈرۈلۈش چېكىدىن يۇقىرى دەرىجىدىكى زاكاز. يەر يۈزىنىڭ يىرىكلىكى ۋە سۈمۈرۈلۈشىگە مۇناسىۋەتلىك كەمتۈكلۈكلەرنى ئازايتىش ئۈچۈن ئىئون كېسىش تېخنىكىسى ۋە نانو ياساشنىڭ ئىلگىرلىشى كېرەك.
b) Waveguide Geometry كونتروللۇقى ياخشىلاندى
قايتا-قايتا قۇربانلىق قىلماي ياكى كېڭەيتىش زىيىنىنى ئاشۇرماي تۇرۇپ ، 700 nm دىن تۆۋەن بولغان دولقۇن دولقۇنى ۋە 2 مىللىمېتىردىن تۆۋەن بولغان بوشلۇقنى قوزغىتىش.
c) جىپسىلاشتۇرۇش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش
لېنتىغا ئېلىنغان تالا ۋە ھالەت ئۆزگەرتكۈچ يۇقىرى تۇتاشتۇرۇش ئۈنۈمىنى قولغا كەلتۈرۈشكە ياردەم بېرىش بىلەن بىللە ، نۇر قايتۇرۇشقا قارشى چاپلاش ھاۋا ماتېرىيال كۆرۈنمە يۈزىنىڭ ئەكس ئەتتۈرۈلۈشىنى تېخىمۇ يېنىكلىتىدۇ.
d) تۆۋەن زىيانلىق قۇتۇپلىشىش تەركىبلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش
LNOI دىكى ئىككى قۇتۇپقا سەزگۈر فوتون ئۈسكۈنىلىرى ئىنتايىن مۇھىم بولۇپ ، بوشلۇقتىكى قۇتۇپلاشتۇرغۇچنىڭ ئىقتىدارىغا ماس كېلىدىغان زاپچاسلارنى تەلەپ قىلىدۇ.
e) كونترول ئېلېكترونلىرىنىڭ بىرلىشىشى
ئوپتىكىلىق ئىقتىدارنى تۆۋەنلەتمەي چوڭ تىپتىكى كونترول ئېلېكترونلىرىنى ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرۈش ئاچقۇچلۇق تەتقىقات يۆنىلىشى.
f) ئىلغار باسقۇچلۇق ماسلاشتۇرۇش ۋە تارقاقلاشتۇرۇش قۇرۇلۇشى
مىكرو مىكرو ئېنىقلىقتىكى ئىشەنچلىك تور ئەندىزىسى سىزىقسىز ئوپتىكا ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم ، ئەمما LNOI سۇپىسىدا تېخى پىشىپ يېتىلمىگەن تېخنىكا.
g) توقۇلما كەمتۈكلۈكنىڭ تولۇقلىمىسى
مۇھىتنىڭ ئۆزگىرىشى ياكى توقۇلما ئۆزگىرىش سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان باسقۇچ ئۆزگىرىشىنى ئازايتىش تېخنىكىسى رېئال دۇنيانىڭ ئورۇنلاشتۇرۇشىدا ئىنتايىن مۇھىم.
h) ئۈنۈملۈك كۆپ ئۆزەكنى تۇتاشتۇرۇش
كۆپ خىل LNOI ئۆزىكى ئارىسىدا ئۈنۈملۈك تۇتاشتۇرۇشنى ھەل قىلىش يەككە ۋافېرلىق بىرلەشتۈرۈش چېكىدىن ئېشىپ كېتىش ئۈچۈن زۆرۈر.
ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنىڭ مونولىت بىرىكمىسى
LNOI PICs ئۈچۈن يادرولۇق رىقابەت بولسا ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنىڭ تەننەرخى يۇقىرى بولغان مونوپوللۇق بىرىكىشى:
- لازېر
- تەكشۈرگۈچىلەر
- سىزىقسىز دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئايلاندۇرغۇچ
- Modulator
- Multiplexers / Demultiplexers
نۆۋەتتىكى ئىستراتېگىيەلەر تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
a) LNOI نىڭ Ion Doping:
ئاكتىپ ئىئونلارنىڭ بەلگىلەنگەن رايونلارغا تاللىنىشى ئۆزەك نۇر مەنبەسىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ.
b) باغلىنىش ۋە گېروگېن بىرىكمىسى:
ئالدىن ياسالغان پاسسىپ LNOI PIC نى كۆپەيتىلگەن LNOI قەۋىتى ياكى III-V لازېر بىلەن باغلاش باشقا يول بىلەن تەمىنلەيدۇ.
c) Hybrid Active / Passive LNOI Wafer Fabrication:
بىر خىل يېڭىلىق يارىتىش ئۇسۇلى ئىئون كېسىشتىن بۇرۇن كۆپەيتىلگەن ۋە يېپىلمىغان LN ۋافېرنى باغلاشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ ، نەتىجىدە ئاكتىپ ۋە پاسسىپ رايونلار بىلەن LNOI ۋافېر ھاسىل بولىدۇ.
رەسىم 1ئارىلاشما ھەرىكەتچان / پاسسىپ PIC ئۇقۇمىنى تەسۋىرلەپ بېرىدۇ ، بۇ يەردە يەككە تاش مەتبەئە جەريانى ھەر ئىككى خىل زاپچاسنىڭ يوچۇقسىز ماسلىشىشى ۋە بىرلىشىشىنى تەمىنلەيدۇ.
Photodetector نىڭ بىرلىشىشى
فوتوئېلېكتورنى LNOI ئاساسىدىكى PIC غا بىرلەشتۈرۈش تولۇق ئىقتىدارلىق سىستېمىلارنىڭ يەنە بىر ھالقىلىق قەدىمى. ئىككى ئاساسلىق ئۇسۇل تەكشۈرۈلۈۋاتىدۇ:
a) گېروگېنلىق بىرلىشىش:
يېرىم ئۆتكۈزگۈچ نانو قۇرۇلمىسىنى ۋاقىتلىق LNOI دولقۇن يېتەكچىسىگە ئۇلىغىلى بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن ، بايقاش ئۈنۈمى ۋە كېڭەيتىشچانلىقىنى ئاشۇرۇش يەنىلا تەلەپ قىلىنىدۇ.
b) سىزىقسىز دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى ئۆزگەرتىش:
LN نىڭ سىزىقسىز خۇسۇسىيىتى دولقۇن يېتەكچىسى ئىچىدە چاستوتا ئايلاندۇرۇشقا يول قويىدۇ ، مەشغۇلات دولقۇنىنىڭ قانداق بولۇشىدىن قەتئىينەزەر ئۆلچەملىك كرېمنىيلىق فوتوئېلېكتورنى ئىشلىتەلەيدۇ.
خۇلاسە
LNOI تېخنىكىسىنىڭ تېز تەرەققىي قىلىشى كەسىپنى كەڭ قوللىنىشچان پروگراممىلارغا مۇلازىمەت قىلالايدىغان ئۇنىۋېرسال PIC سۇپىسىغا يېقىنلاشتۇردى. مەۋجۇت خىرىسلارغا تاقابىل تۇرۇش ۋە مونوپوللۇق ۋە تەكشۈرگۈچنى بىرلەشتۈرۈشتە يېڭىلىق يارىتىشنى ئىلگىرى سۈرۈش ئارقىلىق ، LNOI نى ئاساس قىلغان PIC تېلېگراف ، كىۋانت ئۇچۇرلىرى ۋە سېزىش قاتارلىق ساھەلەردە ئىنقىلاب قىلىش يوشۇرۇن كۈچىگە ئىگە.
LNOI چوڭ كۆلەمدىكى PIC نىڭ ئۇزۇن مۇددەتلىك تەسەۋۋۇرىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ۋە EIC نىڭ مۇۋەپپەقىيىتى ۋە تەسىرىگە ماسلىشىش ۋەدىسىنى ئەمەلگە ئاشۇرىدۇ. داۋاملىق تەتقىق قىلىپ ئېچىش تىرىشچانلىقى ، مەسىلەن نەنجىڭ فوتونكا بىر تەرەپ قىلىش سۇپىسى ۋە شياۋياۋ تېخنىكا لايىھىلەش سۇپىسىدىكىگە ئوخشاش ، بىر گەۋدىلەشتۈرۈلگەن فوتونكا كەلگۈسىنى شەكىللەندۈرۈش ۋە تېخنىكا ساھەسىدە يېڭى مۇمكىنچىلىكلەرنى ئېچىشتا تۈرتكىلىك رول ئوينايدۇ.
يوللانغان ۋاقتى: 18-ئىيۇلدىن 2025-يىلغىچە