لىتىي تانتالات (LTOI) يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترو-ئوپتىك مودۇلياتورى

لىتىي تانتالات (LTOI) يۇقىرى سۈرئەتلىكئېلېكترو-ئوپتىك مودۇلياتور

5G ۋە سۈنئىي ئەقىل (AI) قاتارلىق يېڭى تېخنىكىلارنىڭ كەڭ كۆلەمدە قوللىنىلىشى سەۋەبىدىن، دۇنيا مىقياسىدا سانلىق مەلۇمات ئېقىمى داۋاملىق ئېشىۋاتىدۇ، بۇ ئوپتىكىلىق تورلارنىڭ ھەر دەرىجىلىك قوبۇل قىلغۇچلىرى ئۈچۈن زور خىرىسلارنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. ئېنىق قىلىپ ئېيتقاندا، كېيىنكى ئەۋلاد ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتور تېخنىكىسى ئېنېرگىيە سەرپىياتى ۋە تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىش بىلەن بىر ۋاقىتتا، بىر قانالدا سانلىق مەلۇمات يەتكۈزۈش سۈرئىتىنى 200 Gbps غا زور دەرىجىدە ئاشۇرۇشنى تەلەپ قىلىدۇ. ئۆتكەن بىر قانچە يىلدا، كرېمنىي فوتون تېخنىكىسى ئوپتىكىلىق قوبۇل قىلغۇچ بازىرىدا كەڭ قوللىنىلىپ كەلدى، بۇنىڭ ئاساسلىق سەۋەبى كرېمنىي فوتون تېخنىكىسىنى پىشقان CMOS جەريانى ئارقىلىق كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىشقا بولىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، توشۇغۇچى تارقىلىشىغا تايىنىدىغان SOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورلىرى بەلۋاغ كەڭلىكى، ئېنېرگىيە سەرپىياتى، ئەركىن توشۇغۇچىنىڭ يۇتۇلۇشى ۋە مودۇلياتسىيە سىزىقسىزلىقى قاتارلىق جەھەتلەردە زور خىرىسلارغا دۇچ كېلىۋاتىدۇ. كەسىپتىكى باشقا تېخنىكا يوللىرى InP، نېپىز پەردە لىتىي نىئوبات LNOI، ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق پولىمېرلار ۋە باشقا كۆپ سۇپالىق ھەر خىل بىر گەۋدىلەشتۈرۈش چارىلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. LNOI ئىنتايىن يۇقىرى سۈرئەتلىك ۋە تۆۋەن ئېنېرگىيەلىك مودۇلياتسىيەدە ئەڭ ياخشى ئىقتىدارغا ئېرىشەلەيدىغان چارى دەپ قارىلىدۇ، قانداقلا بولمىسۇن، ھازىر كۆپ مىقداردا ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ۋە تەننەرخى جەھەتتە بەزى خىرىسلارغا دۇچ كېلىۋاتىدۇ. يېقىندا، بۇ گۇرۇپپا ئېسىل فوتوئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە ۋە كەڭ كۆلەمدە ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىغا ئىگە نېپىز پەردىلىك لىتىي تانتالات (LTOI) بىرلەشتۈرۈلگەن فوتون سۇپىسىنى يولغا قويدى، بۇ سۇپا نۇرغۇن قوللىنىشچان ساھەلەردە لىتىي نىئوبات ۋە كرېمنىي ئوپتىكىلىق سۇپىلىرىنىڭ ئىقتىدارىغا يېتىشى ياكى ئۇنىڭدىنمۇ ئېشىپ كېتىشى مۇمكىن. قانداقلا بولمىسۇن، ھازىرغىچە، يادرولۇق ئۈسكۈنىسىئوپتىكىلىق ئالاقە، ئىنتايىن يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتور، LTOI دا تەكشۈرۈلمىگەن.

بۇ تەتقىقاتتا، تەتقىقاتچىلار ئالدى بىلەن LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورىنى لايىھەلىدى، ئۇنىڭ قۇرۇلمىسى 1-رەسىمدە كۆرسىتىلدى. ئىزولياتوردىكى ھەر بىر لىتىي تانتالات قەۋىتىنىڭ قۇرۇلمىسى ۋە مىكرو دولقۇنلۇق ئېلېكترودنىڭ پارامېتىرلىرىنى لايىھىلەش ئارقىلىق، مىكرو دولقۇن ۋە نۇر دولقۇنىنىڭ تارقىلىش سۈرئىتى ماسلاشتۇرۇلدى.ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورمىكرو دولقۇنلۇق ئېلېكترودنىڭ يوقىلىشىنى ئازايتىش جەھەتتە، بۇ تەتقىقاتتا تەتقىقاتچىلار تۇنجى قېتىم كۈمۈشنى ياخشى ئۆتكۈزۈشچانلىققا ئىگە ئېلېكترود ماتېرىيالى سۈپىتىدە ئىشلىتىشنى ئوتتۇرىغا قويدى، ھەمدە كۈمۈش ئېلېكترودنىڭ كەڭ قوللىنىلىۋاتقان ئالتۇن ئېلېكترودقا سېلىشتۇرغاندا مىكرو دولقۇنلۇق يوقىلىشىنى %82 گىچە تۆۋەنلىتىدىغانلىقى كۆرسىتىلدى.

1-رەسىم. LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتور قۇرۇلمىسى، باسقۇچ ماسلاشتۇرۇش لايىھىسى، مىكرو دولقۇنلۇق ئېلېكترود يوقىتىش سىنىقى.

2-رەسىمدە LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورىنىڭ تەجرىبە ئۈسكۈنىسى ۋە نەتىجىلىرى كۆرسىتىلدى.كۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيە قىلىندىئوپتىكىلىق ئالاقە سىستېمىلىرىدا بىۋاسىتە بايقاش (IMDD). تەجرىبىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورى PAM8 سىگناللىرىنى 176 GBd سىگنال سۈرئىتىدە تارقىتالايدۇ، ئۆلچەنگەن BER قىممىتى %25 SD-FEC چېكىدىن 3.8 × 10⁻² تۆۋەن. 200 GBd PAM4 ۋە 208 GBd PAM2 ئۈچۈن، BER قىممىتى %15 SD-FEC ۋە %7 HD-FEC چېكىدىن كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەن ئىدى. 3-رەسىمدىكى كۆز ۋە گىستوگرامما سىنىقى نەتىجىلىرى LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورىنىڭ يۇقىرى سىزىقلىق ۋە تۆۋەن بىت خاتالىق نىسبىتىگە ئىگە يۇقىرى سۈرئەتلىك ئالاقە سىستېمىلىرىدا ئىشلىتىلىشىنى كۆرسىتىپ بېرىدۇ.

2-رەسىم. LTOI ئېلېكترو-ئوپتىك مودۇلياتورىنى ئىشلىتىپ سىناق قىلىشكۈچلۈكلۈك مودۇلياتسىيە قىلىندىئوپتىكىلىق ئالاقە سىستېمىسىدىكى بىۋاسىتە بايقاش (IMDD) (a) تەجرىبە ئۈسكۈنىسى؛ (b) PAM8 (قىزىل)، PAM4 (يېشىل) ۋە PAM2 (كۆك) سىگناللىرىنىڭ بەلگە سۈرئىتىنىڭ فۇنكسىيەسى سۈپىتىدە ئۆلچەنگەن بىت خاتالىق نىسبىتى (BER); (c) بىت خاتالىق نىسبىتى قىممىتى %25 SD-FEC چېكىدىن تۆۋەن بولغان ئۆلچەشلەر ئۈچۈن ئېلىنغان ئىشلىتىشكە بولىدىغان ئۇچۇر سۈرئىتى (AIR، ئۈزۈك سىزىق) ۋە مۇناسىۋەتلىك تور سانلىق مەلۇمات سۈرئىتى (NDR، پۈتۈن سىزىق); (d) PAM2، PAM4، PAM8 مودۇلياتسىيەسى ئاستىدا كۆز خەرىتىسى ۋە ستاتىستىكىلىق گىستوگراممىلار.

بۇ ئەسەر 110 GHz لىق 3 dB بەلۋاغ كەڭلىكىگە ئىگە تۇنجى يۇقىرى سۈرئەتلىك LTOI ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق مودۇلياتورنى نامايان قىلىدۇ. كۈچلۈكلۈك مودۇلياتورىنى بىۋاسىتە بايقاش IMDD يەتكۈزۈش تەجرىبىلىرىدە، بۇ ئۈسكۈنە يەككە توشۇغۇچى تور سانلىق مەلۇمات سۈرئىتىنى 405 Gbit/s غا يەتكۈزدى، بۇ LNOI ۋە پلازما مودۇلياتورلىرى قاتارلىق مەۋجۇت ئېلېكترو-ئوپتىكىلىق سۇپىلارنىڭ ئەڭ ياخشى ئىقتىدارىغا تەڭ كېلىدۇ. كەلگۈسىدە، تېخىمۇ مۇرەككەپIQ مودۇلياتورىلايىھەلەر ياكى تېخىمۇ ئىلغار سىگنال خاتالىقىنى تۈزىتىش تېخنىكىلىرى، ياكى كۋارتس ئاساسىي ماتېرىياللىرى قاتارلىق مىكرو دولقۇن يوقىتىش ئاساسىنى ئىشلىتىش ئارقىلىق، لىتىي تانتالات ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئالاقە سۈرئىتىنى 2 Tbit/s ياكى ئۇنىڭدىن يۇقىرىغا يەتكۈزۈشى مۆلچەرلەنمەكتە. LTOI نىڭ باشقا RF فىلتىر بازارلىرىدا كەڭ قوللىنىلىشى سەۋەبىدىن قوش نۇرنىڭ تۆۋەنلىشى ۋە كۆلەم ئۈنۈمى قاتارلىق ئالاھىدە ئەۋزەللىكلىرى بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەندە، لىتىي تانتالات فوتون تېخنىكىسى كېيىنكى ئەۋلاد يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق ئالاقە تورى ۋە مىكرو دولقۇن فوتون سىستېمىسى ئۈچۈن تۆۋەن باھالىق، تۆۋەن قۇۋۋەتلىك ۋە ئىنتايىن يۇقىرى سۈرئەتلىك ھەل قىلىش چارىلىرى بىلەن تەمىنلەيدۇ.