تېخىمۇ يۇقىرى توپلاشتۇرۇلغان نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ

يۇقىرى سىزىقئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچۋە مىكرو دولقۇنلۇق فوتون قوللىنىشچانلىقى
خەۋەرلىشىش سىستېمىسىنىڭ تەلىپىنىڭ كۈنسېرى ئېشىشىغا ئەگىشىپ ، سىگنالنىڭ يەتكۈزۈش ئۈنۈمىنى تېخىمۇ يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن ، كىشىلەر فوتون ۋە ئېلېكتروننى بىرىكتۈرۈپ ، تولۇقلاش ئەۋزەللىكىنى قولغا كەلتۈرىدۇ ، مىكرو دولقۇنلۇق فوتونكا بارلىققا كېلىدۇ. ئېلېكتر نۇرنى نۇرغا ئايلاندۇرۇش ئۈچۈن ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ لازىممىكرو دولقۇنلۇق فوتون سىستېمىسىھەمدە بۇ ئاچقۇچلۇق قەدەم ئادەتتە پۈتكۈل سىستېمىنىڭ ئىقتىدارىنى بەلگىلەيدۇ. رادىئو چاستوتىلىق سىگنالنىڭ ئوپتىكىلىق تورغا ئايلىنىشى ئوخشىشىپ كېتىدىغان سىگنال جەريانى بولغاچقا ، ئادەتتىكىچەئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللىغۇچئۆزىگە خاس سىزىقسىزلىق بار ، ئايلاندۇرۇش جەريانىدا ئېغىر سىگنال بۇرمىلىنىش بار. تەخمىنىي سىزىقلىق تەڭشەشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن ، مودۇللىغۇچنىڭ مەشغۇلات نۇقتىسى ئادەتتە يانتۇ يان بېسىش نۇقتىسىدا مۇقىم بولىدۇ ، ئەمما ئۇ يەنىلا مودېلنىڭ تۈز سىزىقلىق مىكرو دولقۇنلۇق فوتون ئۇلىنىشىنىڭ تەلىپىنى قاندۇرالمايدۇ. يۇقىرى سىزىقلىق ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللىغۇچ جىددىي ئېھتىياجلىق.

كرېمنىي ماتېرىياللىرىنىڭ يۇقىرى سۈرئەتلىك سۇندۇرۇش كۆرسەتكۈچىنى تەڭشەش ئادەتتە ھەقسىز توشۇغۇچى پلازما تارقاقلاشتۇرۇش (FCD) ئۈنۈمى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشىدۇ. FCD ئېففېكتى ۋە PN ئۇلىنىش مودۇلى ھەر ئىككىسى سىزىقسىز بولۇپ ، كرېمنىي مودۇللىغۇچ لىتىي نىئوبات مودېللىغۇچقا قارىغاندا تېخىمۇ تۈز بولىدۇ. لىتىي نىئوبات ماتېرىياللىرى ناھايىتى ياخشى كۆرگەزمە قىلىنغانئېلېكتر ئوپتىكىلىق تەقلىد قىلىشئۇلارنىڭ Pucker ئېففېكتى سەۋەبىدىن. شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا ، لىتىي نىئوبات ماتېرىيالى كەڭ بەلۋاغ كەڭلىكى ، ياخشى تەڭشەش ئالاھىدىلىكى ، تۆۋەن زىيان ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ جەريانغا ماسلىشىش ۋە ماسلىشىشچانلىقى ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنى ئىشلىتىپ ، كرېمنىيغا سېلىشتۇرغاندا يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ ئەۋزەللىكىگە ئىگە. «قىسقا تەخسە» يوق دېيەرلىك ، ئەمما يۇقىرى سىزىقنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن. نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات (LNOI) ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللاشتۇرغۇچ ئىستىقباللىق تەرەققىيات يۆنىلىشىگە ئايلاندى. نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ماتېرىيال تەييارلاش تېخنىكىسى ۋە دولقۇن يىرىڭلاش تېخنىكىسىنىڭ تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇللىغۇچنىڭ يۇقىرى ئايلىنىش ئۈنۈمى ۋە تېخىمۇ يۇقىرى بىرىكىشى خەلقئارا ئىلىم-پەن ۋە سانائەت ساھەسىگە ئايلاندى.

نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنىڭ ئالاھىدىلىكى
ئامېرىكىدا DAP AR پىلانى لىتىي نىئوبات ماتېرىياللىرىغا تۆۋەندىكىدەك باھا بەردى: ئەگەر ئېلېكترونلۇق ئىنقىلابنىڭ مەركىزى مۇمكىن بولىدىغان كرېمنىي ماتېرىيالى بىلەن ئاتالغان بولسا ، ئۇنداقتا فوتونكا ئىنقىلابىنىڭ تۇغۇلغان يېرى لىتىي نىئوباتنىڭ ئىسمى بىلەن ئاتالغان بولۇشى مۇمكىن. . چۈنكى لىتىي نىئوبات ئوپتىكىلىق ساھەدىكى كرېمنىي ماتېرىياللىرىغا ئوخشاش ئېلېكتر ئوپتىكىلىق ئېففېكتى ، ئاكۇستو ئوپتىكىلىق ئېففېكتى ، پيېزو ئېلېكتر ئېففېكتى ، تېرمو ئېلېكتر ئېففېكتى ۋە فوتوئاكتىپلىق ئېففېكتىنى بىرلەشتۈرگەن.

ئوپتىكىلىق يەتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى جەھەتتە ، InP ماتېرىيالىدا كۆپ ئىشلىتىلىدىغان 1550nm بەلۋاغتىكى نۇرنىڭ سۈمۈرۈلۈشى سەۋەبىدىن ئۆزەكتە ئەڭ چوڭ توك يەتكۈزۈش زىيىنى بار. SiO2 ۋە كرېمنىي نىترىدنىڭ ئەڭ ياخشى يەتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى بار ، زىيان ~ 0.01dB / cm سەۋىيىسىگە يېتىدۇ. ھازىر ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات دولقۇنىنىڭ دولقۇن دولقۇنىنىڭ يوقىلىشى 0.03dB / cm سەۋىيىسىگە يېتىدۇ ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات دولقۇنىنىڭ يوقىلىشى تېخنىكا سەۋىيىسىنىڭ ئۈزلۈكسىز ياخشىلىنىشى بىلەن تېخىمۇ تۆۋەنلەش يوشۇرۇن كۈچىگە ئىگە. كەلگۈسى. شۇڭلاشقا ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ماتېرىيالى فوتوسىنتېز يولى ، شونت ۋە مىكرو ئايلىنىش قاتارلىق پاسسىپ نۇر قۇرۇلمىلىرىنىڭ ياخشى ئىپادىسىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

يورۇقلۇق ھاسىل قىلىش جەھەتتە ، پەقەت InP نىڭلا بىۋاسىتە نۇر تارقىتىش ئىقتىدارى بار. شۇڭلاشقا ، مىكرو دولقۇنلۇق فوتون ئىشلىتىش ئۈچۈن ، LNOI ئاساسىدىكى فوتون بىرىكمە ئۆزەكتە InP ئاساسىدىكى يورۇقلۇق مەنبەسىنى قايتا قاچىلاش كەپشەرلەش ياكى تۇتقاقلىق ئۆسۈش ئۇسۇلى ئارقىلىق تونۇشتۇرۇش كېرەك. نۇرنى تەڭشەش جەھەتتە ، يۇقىرىدا نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ماتېرىيالىنىڭ تېخىمۇ چوڭ مودۇللاش كەڭلىكى ، يېرىم دولقۇن بېسىمى ۋە تۆۋەن توك يەتكۈزۈش زىيىنىنى قولغا كەلتۈرۈشنىڭ InP ۋە Si غا قارىغاندا ئاسان بولىدىغانلىقى تەكىتلەندى. ئۇنىڭ ئۈستىگە ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ماتېرىياللىرىنىڭ ئېلېكتر ئوپتىكىلىق مودۇلىسىنىڭ يۇقىرى سىزىقلىقلىقى بارلىق مىكرو دولقۇنلۇق فوتون قوللىنىشچان پروگراممىلىرى ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم.

ئوپتىكىلىق يۆنىلىش جەھەتتە ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات ماتېرىيالىنىڭ يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكتر ئوپتىكىلىق ئىنكاسى LNOI نى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ۋىكليۇچاتېلنى يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق يۆنىلىشلىك ئالماشتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە قىلىدۇ ، بۇنداق يۇقىرى سۈرئەتلىك ئالماشتۇرۇشنىڭ توك سەرپىياتىمۇ ئىنتايىن تۆۋەن. توپلاشتۇرۇلغان مىكرو دولقۇنلۇق فوتون تېخنىكىسىنىڭ تىپىك قوللىنىلىشى ئۈچۈن ، ئوپتىكىلىق كونترول قىلىنىدىغان يورۇتۇش چىرىغى تېز سۈرئەتلىك ئالماشتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە بولۇپ ، تېز سۈرئەتلىك نۇرنى سىكانېرلاش ئېھتىياجىنى قاندۇرالايدۇ ، دەرىجىدىن تاشقىرى تۆۋەن توك سەرپىياتىنىڭ ئالاھىدىلىكى چوڭلارنىڭ قاتتىق تەلىپىگە ماسلاشتۇرۇلغان. - باسقۇچلۇق سانلار گۇرپىسى سىستېمىسى. گەرچە InP نى ئاساس قىلغان ئوپتىكىلىق ۋىكليۇچاتېل يەنە يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق يول ئالماشتۇرۇشنى ئەمەلگە ئاشۇرالايدىغان بولسىمۇ ، ئەمما ئۇ چوڭ شاۋقۇن پەيدا قىلىدۇ ، بولۇپمۇ كۆپ قەۋەتلىك ئوپتىكىلىق ئالماشتۇرغۇچ كاساتلانغان ۋاقىتتا ، ئاۋاز كوئېففىتسېنتى ئېغىر دەرىجىدە ناچارلىشىدۇ. كرېمنىي ، SiO2 ۋە كرېمنىي نىترىد ماتېرىيالى پەقەت ئىسسىقلىق ئوپتىكىلىق ئېففېكتى ياكى توشۇغۇچى تارقاقلاشتۇرۇش ئۈنۈمى ئارقىلىق ئوپتىكىلىق يولنى ئالماشتۇرالايدۇ ، بۇ توك سەرپىياتىنىڭ يۇقىرى بولۇشى ۋە ئالماشتۇرۇش سۈرئىتىنىڭ ئاستا بولۇشىغا پايدىسىز. باسقۇچلۇق سانلار گۇرپىسىنىڭ چوڭلۇقى چوڭ بولغاندا ، ئۇ توك سەرپىياتىنىڭ تەلىپىنى قاندۇرالمايدۇ.

ئوپتىكىلىق كۈچەيتىش جەھەتتە ،يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئوپتىك كۈچەيتكۈچ (SOA) InP نى ئاساس قىلىپ سودا ئۈچۈن پىشىپ يېتىلگەن ، ئەمما ئۇنىڭدا يۇقىرى شاۋقۇن كوئېففىتسېنتى ۋە تۆۋەن تويۇنۇش چىقىرىش ئىقتىدارىنىڭ كەمچىلىكى بار ، بۇ مىكرو دولقۇنلۇق فوتون ئىشلىتىشكە پايدىسىز. قەرەللىك قوزغىتىش ۋە تەتۈر ئايلىنىشنى ئاساس قىلغان نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات دولقۇنىنىڭ پارامېتىرلىق كۈچەيتىش جەريانى تۆۋەن شاۋقۇن ۋە ئۆزەك ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنى يۇقىرى كۆتۈرەلەيدۇ ، بۇ ئۆزەك ئوپتىكىلىق كۈچەيتكۈچنىڭ مىكرو دولقۇنلۇق فوتون تېخنىكىسىنىڭ تەلىپىنى قاندۇرالايدۇ.

نۇرنى ئېنىقلاش جەھەتتە ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنىڭ 1550 nm بەلۋاغتا يورۇقلۇققا ياخشى يەتكۈزۈش ئالاھىدىلىكى بار. فوتو ئېلېكترنى ئايلاندۇرۇش ئىقتىدارىنى ئەمەلگە ئاشۇرغىلى بولمايدۇ ، شۇڭا مىكرو دولقۇنلۇق فوتون قوللىنىشچان پروگراممىلارغا نىسبەتەن ، ئۆزەكتىكى فوتو ئېلېكتر ئۆزگەرتىش ئېھتىياجىنى قاندۇرۇش ئۈچۈن. InGaAs ياكى Ge-Si بايقاش ئورۇنلىرىنى كەپشەرلەش ياكى ئېپىتاكسىيىلىك ئۆسۈش ئارقىلىق LNOI ئاساسىدىكى فوتون بىرىكمە ئۆزەكتە تونۇشتۇرۇش كېرەك. ئوپتىك تالا بىلەن تۇتاشتۇرۇش جەھەتتە ، ئوپتىك تالانىڭ ئۆزى SiO2 ماتېرىيالى بولغاچقا ، SiO2 دولقۇن نۇر دولقۇنىنىڭ مودېل مەيدانى ئوپتىك تالانىڭ مودېل مەيدانى بىلەن ماسلىشىش دەرىجىسى ئەڭ يۇقىرى ، تۇتاشتۇرۇش ئەڭ قۇلايلىق. نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنىڭ كۈچلۈك چەكلەنگەن دولقۇن دولقۇنىنىڭ ھالەت مەيدانى دىئامېتىرى تەخمىنەن 1 مىللىمېتىر ، بۇ ئوپتىك تالانىڭ مودېل مەيدانى بىلەن پۈتۈنلەي ئوخشىمايدۇ ، شۇڭا ئوپتىكىلىق تالانىڭ مودېل مەيدانىغا ماسلىشىش ئۈچۈن چوقۇم مۇۋاپىق ھالەتنى ئۆزگەرتىش كېرەك.

بىر گەۋدىلىشىش نۇقتىسىدىن ئېيتقاندا ، ھەر خىل ماتېرىياللارنىڭ بىر گەۋدىلىشىش يوشۇرۇن كۈچىنىڭ يۇقىرى ياكى ئەمەسلىكى ئاساسلىقى دولقۇن كۆرسەتكۈچىنىڭ ئېگىلىش رادىئوسىغا باغلىق (دولقۇن نۇر ھالىتى مەيدانىنىڭ چەكلىمىسىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ). كۈچلۈك چەكلەنگەن دولقۇن يېتەكچىسى كىچىكرەك ئېگىلىش رادىئوسىغا يول قويىدۇ ، بۇ يۇقىرى بىرىكتۈرۈشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇشقا تېخىمۇ پايدىلىق. شۇڭلاشقا ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات دولقۇنىنىڭ يۇقىرى بىرىكىشنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش يوشۇرۇن كۈچى بار. شۇڭلاشقا ، نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنىڭ پەيدا بولۇشى لىتىي نىئوبات ماتېرىيالىنىڭ ئوپتىكىلىق «كرېمنىي» رولىنى ھەقىقىي جارى قىلدۇرالايدۇ. مىكرو دولقۇنلۇق فوتوننىڭ ئىشلىتىلىشىگە نىسبەتەن نېپىز پەردە لىتىي نىئوباتنىڭ ئەۋزەللىكى تېخىمۇ كۆرۈنەرلىك.