Tantalat de litiu (LTOI) Viteză mareModulator electro-optic
Traficul global de date continuă să crească, determinat de adoptarea pe scară largă a noilor tehnologii, cum ar fi 5G și Intelligence Artificial (AI), care reprezintă provocări semnificative pentru transceiver la toate nivelurile rețelelor optice. Mai exact, tehnologia modulatorului electro-optic de generație necesită o creștere semnificativă a ratelor de transfer de date la 200 Gbps într-un singur canal, reducând în același timp consumul de energie și costurile. În ultimii ani, tehnologia fotonică de siliciu a fost utilizată pe scară largă pe piața transceiverului optic, în principal datorită faptului că fotonica siliciu poate fi produsă în masă folosind procesul CMOS matur. Cu toate acestea, modulatorii electro-optici SOI care se bazează pe dispersia purtătorilor se confruntă cu mari provocări în lățimea de bandă, consumul de energie, absorbția liberă a purtătorului și neliniaritatea modulației. Alte rute tehnologice din industrie includ INP, litiu subțire litiu niobate lnoi, polimeri electro-optici și alte soluții de integrare eterogene cu mai multe platforme. LNOI este considerat a fi soluția care poate obține cele mai bune performanțe în viteza ultra-mare și modularea cu putere redusă, cu toate acestea, în prezent are unele provocări în ceea ce privește procesul de producție în masă și cost. Recent, echipa a lansat o platformă fototonică integrată de tantalate de litiu subțire (LTOI), cu proprietăți fotoelectrice excelente și producție pe scară largă, care este de așteptat să se potrivească sau chiar să depășească performanța platformelor optice de litiu niobat și siliciu în multe aplicații. Cu toate acestea, până acum, dispozitivul principal alComunicare optică, Modulatorul electro-optic cu viteză ultra-înaltă, nu a fost verificat în LTOI.
În acest studiu, cercetătorii au conceput mai întâi modulatorul electro-optic LTOI, a cărui structură este prezentată în figura 1. Prin proiectarea structurii fiecărui strat de tentalat de litiu pe izolator și parametrii electrodului cu microunde, se potrivește viteza de propagare a microundelor și a undei de lumină înModulator electro-opticeste realizat. În ceea ce privește reducerea pierderii electrodului cu microunde, cercetătorii din această lucrare au propus pentru prima dată utilizarea argintului ca material de electrod cu o conductivitate mai bună, iar electrodul de argint s -a arătat că reduce pierderea cu microunde la 82% în comparație cu electrodul de aur utilizat pe scară largă.
SMOCHIN. 1 structură de modulator electro-optic LTOI, proiectare de potrivire a fazelor, test de pierdere a electrodului cu microunde.
SMOCHIN. 2 prezintă aparatul experimental și rezultatele modulatorului electro-optic LTOI pentruintensitate modulatăDetectarea directă (IMDD) în sistemele de comunicare optică. Experimentele arată că modulatorul electro-optic LTOI poate transmite semnale PAM8 la o rată de semn de 176 GBD cu un BER măsurat de 3,8 × 10⁻² sub pragul de 25% SD-FEC. Atât pentru 200 GBD PAM4, cât și pentru 208 GBD PAM2, BER a fost semnificativ mai mic decât pragul de 15% SD-FEC și 7% HD-FEC. Rezultatele testului pentru ochi și histogramă din figura 3 demonstrează vizual că modulatorul electro-optic LTOI poate fi utilizat în sisteme de comunicare de mare viteză, cu o liniaritate ridicată și o rată de eroare mică de biți.
SMOCHIN. 2 experiment folosind modulator electro-optic LTOI pentruIntensitate modulatăDetectarea directă (IMDD) în sistemul de comunicare optică (a) dispozitiv experimental; (b) rata de eroare de biți măsurată (BER) a semnalelor PAM8 (roșu), PAM4 (verde) și PAM2 (albastru) în funcție de rata de semn; (c) rata informației utilizabile extrase (aer, linie punctată) și rata de date nete asociate (NDR, linie solidă) pentru măsurători cu valori ale ratei erorii de biți sub limita de 25% SD-FEC; (D) Hărți ale ochilor și histograme statistice sub modularea PAM2, PAM4, PAM8.
Această lucrare demonstrează primul modulator electro-optic LTOI de mare viteză cu o lățime de bandă de 3 dB de 110 GHz. În modulare de intensitate de detectare directă a experimentelor de transmisie IMDD, dispozitivul atinge o rată de date netă de un singur purtător de 405 GBIT/S, care este comparabilă cu cea mai bună performanță a platformelor electro-optice existente, cum ar fi modulatorii LNOI și plasma. În viitor, folosind mai complexModulator IQProiecte sau mai multe tehnici avansate de corecție a erorilor de semnal sau utilizarea substraturilor mai mici de pierdere a microundelor, cum ar fi substraturile de cuarț, dispozitivele de tantalate de litiu trebuie să obțină rate de comunicare de 2 tit/s sau mai mari. Combinate cu avantajele specifice LTOI, cum ar fi birefringența inferioară și efectul de scară datorită aplicării sale răspândite pe alte piețe de filtrare RF, tehnologia fotonică cu tantalate de litiu va oferi soluții cu costuri reduse, cu putere redusă și ultra-înaltă, pentru rețele de comunicare optică de mare viteză și sisteme de fotonic cu microunde.
Timpul post: 11-2024