كىرىش سۆز
ئېلېكترونلۇق ئىنتېگرال توك يولى (EIC) نىڭ مۇۋەپپەقىيىتىدىن ئىلھام ئالغان فوتونلۇق ئىنتېگرال توك يولى (PIC) ساھەسى 1969-يىلى قۇرۇلغاندىن بۇيان تەرەققىي قىلىپ كەلدى. قانداقلا بولمىسۇن، EIC دىن پەرقلىق ھالدا، كۆپ خىل فوتونلۇق قوللىنىشچان پروگراممىلارنى قوللايدىغان ئۇنىۋېرسال سۇپا ياساش يەنىلا چوڭ خىرىس بولۇپ قالدى. بۇ ماقالىدە يېڭى ئەۋلاد PIC لار ئۈچۈن تېز سۈرئەتتە ئۈمىدۋار ھەل قىلىش چارىسىگە ئايلانغان لىتىي نىئوبات ئىزولياتورى (LNOI) تېخنىكىسى تەتقىق قىلىنىدۇ.
LNOI تېخنىكىسىنىڭ گۈللىنىشى
لىتىي نىئوبات (LN) ئۇزۇندىن بۇيان فوتون ئىشلىتىشتىكى مۇھىم ماتېرىيال دەپ ئېتىراپ قىلىنىپ كەلگەن. قانداقلا بولمىسۇن، پەقەت نېپىز پەردە LNOI ۋە ئىلغار ئىشلەپچىقىرىش تېخنىكىسىنىڭ بارلىققا كېلىشى بىلەنلا ئۇنىڭ تولۇق ئىقتىدارى ئېچىلدى. تەتقىقاتچىلار LNOI سۇپىلىرىدا [1] ئىنتايىن تۆۋەن زىيانلىق تاغ تىزمىسى دولقۇن يېتەكلىگۈچلىرى ۋە ئىنتايىن يۇقىرى Q مىكرورېزوناتورلىرىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك نامايان قىلدى، بۇ بىرلەشتۈرۈلگەن فوتون تېخنىكىسىدا مۇھىم بىر سەكرەشنىڭ بەلگىسى.
LNOI تېخنىكىسىنىڭ ئاساسلىق ئەۋزەللىكلىرى
- ئوپتىكىلىق يوقىتىش ئىنتايىن تۆۋەن(ئەڭ تۆۋەن 0.01 dB/cm غىچە)
- يۇقىرى سۈپەتلىك نانوفوتونىك قۇرۇلمىلار
- ھەر خىل سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلارنى قوللاش
- بىرلەشتۈرۈلگەن ئېلېكترو-ئوپتىك (EO) تەڭشىلىشچانلىقى
LNOI دىكى سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلار
LNOI سۇپىسىدا ياسالغان يۇقىرى ئىقتىدارلىق نانوفوتونىك قۇرۇلمىلار مۇھىم سىزىقسىز ئوپتىكىلىق جەريانلارنى كۆرۈنەرلىك ئۈنۈم ۋە ئەڭ تۆۋەن پومپا قۇۋۋىتى بىلەن ئەمەلگە ئاشۇرۇشقا شارائىت ھازىرلايدۇ. كۆرسىتىلگەن جەريانلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
- ئىككىنچى گارمونىك ئەۋلاد (SHG)
- يىغىندى چاستوتا ھاسىل قىلىش (SFG)
- پەرقلىق چاستوتا ھاسىل قىلىش (DFG)
- پارامېتىرلىق تۆۋەنگە ئايلاندۇرۇش (PDC)
- تۆت دولقۇنلۇق ئارىلاشتۇرۇش (FWM)
بۇ جەريانلارنى ئەلالاشتۇرۇش ئۈچۈن ھەر خىل باسقۇچ ماسلاشتۇرۇش لايىھەلىرى يولغا قويۇلدى، بۇ LNOI نى ناھايىتى كۆپ ئىقتىدارلىق سىزىقسىز ئوپتىكىلىق سۇپا قىلىپ قۇرۇپ چىقتى.
ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق تەڭشىگىلى بولىدىغان بىرلەشتۈرۈلگەن ئۈسكۈنىلەر
LNOI تېخنىكىسى يەنە تۆۋەندىكىدەك كەڭ دائىرىلىك ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەڭشىگىلى بولىدىغان فوتون ئۈسكۈنىلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇشقا شارائىت ھازىرلىدى:
- يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق مودۇلياتورلار
- قايتا تەڭشىگىلى بولىدىغان كۆپ ئىقتىدارلىق PICلار
- تەڭشىگىلى بولىدىغان چاستوتا تارىقلىرى
- مىكرو-ئوپتومېخانىكىلىق بۇلاقلار
بۇ ئۈسكۈنىلەر لىتىي نىئوباتنىڭ ئىچكى EO خۇسۇسىيىتىدىن پايدىلىنىپ، يورۇقلۇق سىگنالىنى ئېنىق ۋە يۇقىرى سۈرئەتلىك كونترول قىلىشقا ئېرىشىدۇ.
LNOI فوتونىكىنىڭ ئەمەلىي قوللىنىلىشى
LNOI ئاساسلىق PICلار ھازىر بارغانسېرى كۆپ ئەمەلىي قوللىنىشچان ساھەلەردە قوللىنىلىۋاتىدۇ، بۇلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
- مىكرو دولقۇنلۇق ئوچاقتىن ئوپتىكىلىق ئوچاققا ئايلاندۇرغۇچ
- ئوپتىكىلىق سېنزورلار
- چىپتىكى سپېكترومېتىرلار
- ئوپتىكىلىق چاستوتا تاراقلىرى
- ئىلغار تېلېكوممۇنىكاتسىيە سىستېمىلىرى
بۇ قوللىنىشلار LNOI نىڭ فوتولىتوگرافىيەلىك ئىشلەپچىقىرىش ئارقىلىق كېڭەيتكىلى بولىدىغان، ئېنېرگىيە تېجەيدىغان ھەل قىلىش چارىلىرى بىلەن تەمىنلەش بىلەن بىرگە، كۆپ مىقداردىكى ئوپتىكىلىق زاپچاسلارنىڭ ئىقتىدارىغا ماسلىشىش ئىقتىدارىنى نامايان قىلىدۇ.
ھازىرقى خىرىسلار ۋە كەلگۈسىدىكى يۆنىلىشلەر
گەرچە ئۈمىدۋار ئىلگىرىلەشلەرگە قارىماي، LNOI تېخنىكىسى بىر قاتار تېخنىكىلىق توسالغۇلارغا دۇچ كېلىدۇ:
a) ئوپتىكىلىق يوقىتىشنى تېخىمۇ ئازايتىش
توك دولقۇنى يولىنىڭ يوقىلىشى (0.01 dB/cm) يەنىلا ماتېرىيالنىڭ يۇتۇش چېكىدىن بىر دەرىجە يۇقىرى. يۈزەكى پۇچۇقلۇق ۋە يۇتۇشقا مۇناسىۋەتلىك نۇقسانلارنى ئازايتىش ئۈچۈن ئىئون كېسىش تېخنىكىسى ۋە نانو ئىشلەپچىقىرىشتىكى ئىلگىرىلەشلەر لازىم.
b) دولقۇن يولى گېئومېتىرىيەسىنى كونترول قىلىشنى ياخشىلاش
700 نانومېتىردىن تۆۋەن دولقۇن يېتەكلىگۈچ ۋە 2 مىكرومېتىردىن تۆۋەن ئۇلىنىش بوشلۇقىنى قوزغىتىش، تەكرارلىنىشچانلىقىغا تەسىر كۆرسەتمەي ياكى تارقىلىش زىيىنىنى ئاشۇرماي تۇرۇپ، يۇقىرى بىر گەۋدىلەشتۈرۈش زىچلىقى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم.
c) ئۇلىنىش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش
كونۇسسىمان تالا ۋە ھالەت ئۆزگەرتكۈچلىرى يۇقىرى ئۇلىنىش ئۈنۈمىگە ئېرىشىشكە ياردەم بەرسىمۇ، ئەكس ئەتتۈرمەيدىغان قاپلاملار ھاۋا-ماتېرىيال يۈزىدىكى ئەكس ئەتتۈرۈشنى تېخىمۇ پەسەيتىدۇ.
d) تۆۋەن يوقىتىش قۇتۇپلىشىش زاپچاسلىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش
LNOI دىكى قۇتۇپلىشىشقا سەزگۈر بولمىغان فوتون ئۈسكۈنىلىرى ئىنتايىن مۇھىم بولۇپ، بوش بوشلۇق قۇتۇپلاشتۇرغۇچلىرىنىڭ ئىقتىدارىغا ماس كېلىدىغان زاپچاسلارنى تەلەپ قىلىدۇ.
e) كونترول ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىنى بىرلەشتۈرۈش
ئوپتىكىلىق ئىقتىدارنى تۆۋەنلىتىۋەتمەي تۇرۇپ، چوڭ تىپتىكى كونترول ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرىنى ئۈنۈملۈك بىرلەشتۈرۈش مۇھىم تەتقىقات يۆنىلىشى.
f) ئىلغار باسقۇچ ماسلاشتۇرۇش ۋە تارقاقلاشتۇرۇش قۇرۇلۇشى
مىكروندىن تۆۋەن ئېنىقلىقتا ئىشەنچلىك دائىرە شەكىللەندۈرۈش سىزىقسىز ئوپتىكىلىق تېخنىكىلار ئۈچۈن ناھايىتى مۇھىم، ئەمما LNOI سۇپىسىدا يەنىلا پىشىپ يېتىلمىگەن تېخنىكا.
g) ئىشلەپچىقىرىشتىكى نۇقسانلارنىڭ تۆلىنىشى
مۇھىت ئۆزگىرىشى ياكى ئىشلەپچىقىرىشتىكى ئۆزگىرىشلەر سەۋەبىدىن كېلىپ چىققان باسقۇچ ئۆزگىرىشىنى پەسەيتىش تېخنىكىلىرى رېئال دۇنيادا قوللىنىش ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم.
h) ئۈنۈملۈك كۆپ چىپلىق ئۇلىنىش
كۆپ LNOI چىپلىرى ئوتتۇرىسىدىكى ئۈنۈملۈك ئۇلىنىش مەسىلىسىنى ھەل قىلىش، يەككە ۋافېر بىرلەشتۈرۈش چەكلىمىسىدىن ھالقىپ كېتىش ئۈچۈن زۆرۈر.
ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنىڭ مونولىت بىر گەۋدىلىشىشى
LNOI PIC لار ئۈچۈن ئاساسلىق خىرىس تۆۋەندىكىدەك ئاكتىپ ۋە پاسسىپ تەركىبلەرنى ئۈنۈملۈك بىر گەۋدىلەشتۈرۈشتىن ئىبارەت:
- لازېرلار
- دېتېكتورلار
- سىزىقسىز دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ئۆزگەرتكۈچلىرى
- مودۇلياتورلار
- كۆپ ئىقتىدارلىق/دېمۇلتىفېللېكسور
ھازىرقى ئىستراتېگىيەلەر تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:
a) LNOI نىڭ ئىئون قوشۇلۇشى:
ئاكتىپ ئىئونلارنى بەلگىلەنگەن رايونلارغا تاللاپ قوشۇش چىپتىكى نۇر مەنبەلىرىنىڭ پەيدا بولۇشىغا سەۋەب بولۇشى مۇمكىن.
b) باغلىنىش ۋە ھەر خىل ئىنتېگراللىشىش:
ئالدىن ياسالغان پاسسىپ LNOI PIC لارنى قوشۇلغان LNOI قەۋىتى ياكى III-V لازېرلىرى بىلەن چاپلاش باشقا بىر يول بىلەن تەمىنلەيدۇ.
c) ئارىلاشما ئاكتىپ/پاسسىپ LNOI ۋافلى ياساش:
يېڭىلىق يارىتىش ئۇسۇلى ئىئوننى كېسىشتىن بۇرۇن قوشۇلغان ۋە قوشۇلمىغان LN ۋافلىرىنى چاپلاشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇنىڭ نەتىجىسىدە ئاكتىپ ۋە پاسسىپ رايونلارغا ئىگە LNOI ۋافلىرى ھاسىل بولىدۇ.
1-رەسىمبۇ، بىرلەشتۈرۈلگەن ئاكتىپ/پاسىل PIC لارنىڭ ئارىلاشما بىرلەشتۈرۈلگەن ئۇقۇمىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ، بۇ يەردە يەككە لىتوگرافىيە جەريانى ئىككى خىل تەركىبنىڭ ئۈزۈكسىز ماسلىشىشى ۋە بىرلەشتۈرۈلۈشىنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ.
فوتودېتېكتورلارنىڭ بىرلەشتۈرۈلۈشى
فوتودېتېكتورلارنى LNOI ئاساسلىق PIC لارغا بىرلەشتۈرۈش تولۇق ئىقتىدارلىق سىستېمىلارغا قاراپ ئىلگىرىلەشتىكى يەنە بىر مۇھىم قەدەم. ئىككى ئاساسلىق ئۇسۇل تەكشۈرۈلۈۋاتىدۇ:
a) ھەر خىل ئىنتېگرالىيە:
يېرىم ئۆتكۈزگۈچ نانو قۇرۇلمىلارنى ۋاقىتلىق ھالدا LNOI دولقۇن يېتەكلىگۈچلىرىگە ئۇلىغىلى بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بايقاش ئۈنۈمى ۋە كېڭەيتىشچانلىقىنى ياخشىلاش يەنىلا تەلەپ قىلىنىدۇ.
b) سىزىقسىز دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنى ئۆزگەرتىش:
LN نىڭ سىزىقسىز خۇسۇسىيىتى دولقۇن يېتەكلىگۈچ ئىچىدە چاستوتا ئۆزگەرتىشكە يول قويۇپ، ئىشلەۋاتقان دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا قارىماي ئۆلچەملىك كرېمنىي فوتودېتېكتورلىرىنى ئىشلىتىشكە شارائىت ھازىرلايدۇ.
خۇلاسە
LNOI تېخنىكىسىنىڭ تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلىشى كەسىپنى كەڭ دائىرىلىك قوللىنىشچان پروگراممىلارغا مۇلازىمەت قىلالايدىغان ئۇنىۋېرسال PIC سۇپىسىغا يېقىنلاشتۇردى. مەۋجۇت خىرىسلارنى ھەل قىلىش ۋە مونوپولىت ۋە دېتېكتور بىرلەشتۈرۈشتىكى يېڭىلىقلارنى ئىلگىرى سۈرۈش ئارقىلىق، LNOI ئاساسلىق PICلار تېلېكوممۇنىكاتسىيە، كۋانت ئۇچۇرى ۋە سېزىش قاتارلىق ساھەلەردە ئىنقىلاب قىلىش ئىقتىدارىغا ئىگە.
LNOI ئۇزۇن يىللاردىن بۇيان مەۋجۇت بولۇپ كېلىۋاتقان كېڭەيتكىلى بولىدىغان PIC لارنىڭ كەلگۈسىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش، EIC لارنىڭ مۇۋەپپەقىيىتى ۋە تەسىرىگە ماسلىشىش ۋەدىسىگە ئىگە. نەنجىڭ فوتونىك جەريان سۇپىسى ۋە شاۋيائوتېخنىكا لايىھە سۇپىسى قاتارلىق تەتقىقات ۋە تەرەققىيات خىزمەتلىرىنى داۋاملاشتۇرۇش بىر گەۋدىلەشكەن فوتونىكنىڭ كەلگۈسىنى شەكىللەندۈرۈش ۋە تېخنىكا ساھەلىرىدە يېڭى ئىمكانىيەتلەرنى ئېچىشتا مۇھىم رول ئوينايدۇ.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2025-يىلى 7-ئاينىڭ 18-كۈنى