ඉහළ රේඛීයතාවවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයසහ මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදුම
සන්නිවේදන පද්ධතිවල වැඩිවන අවශ්‍යතා සමඟ, සංඥා සම්ප්‍රේෂණ කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් වැඩිදියුණු කිරීම සඳහා, මිනිසුන් අනුපූරක වාසි ලබා ගැනීම සඳහා ෆෝටෝන සහ ඉලෙක්ට්‍රෝන විලයනය කරනු ඇති අතර, ක්ෂුද්‍ර තරංග ෆෝටෝනික්ස් බිහි වනු ඇත. විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය අවශ්‍ය වන්නේ විදුලිය ආලෝකය බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා ය.ක්ෂුද්‍ර තරංග ෆෝටෝනික් පද්ධති, සහ මෙම ප්‍රධාන පියවර සාමාන්‍යයෙන් මුළු පද්ධතියේම ක්‍රියාකාරිත්වය තීරණය කරයි. රේඩියෝ සංඛ්‍යාත සංඥාව දෘශ්‍ය වසම බවට පරිවර්තනය කිරීම ඇනලොග් සංඥා ක්‍රියාවලියක් වන අතර සාමාන්‍යවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර්ආවේණික නොවන රේඛීයතාවයක් ඇති බැවින්, පරිවර්තන ක්‍රියාවලියේදී බරපතල සංඥා විකෘතියක් පවතී. ආසන්න රේඛීය මොඩියුලේෂන් ලබා ගැනීම සඳහා, මොඩියුලේටරයේ මෙහෙයුම් ලක්ෂ්‍යය සාමාන්‍යයෙන් විකලාංග නැඹුරු ලක්ෂ්‍යයේ සවි කර ඇත, නමුත් මොඩියුලේටරයේ රේඛීයතාව සඳහා මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන සම්බන්ධතාවයේ අවශ්‍යතා සපුරාලීමට එයට තවමත් නොහැකිය. ඉහළ රේඛීයතාවයක් සහිත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් ඉක්මනින් අවශ්‍ය වේ.
සිලිකන් ද්‍රව්‍යවල අධිවේගී වර්තන දර්ශක මොඩියුලේෂන් සාමාන්‍යයෙන් නිදහස් වාහක ප්ලාස්මා විසරණය (FCD) ආචරණය මගින් සාක්ෂාත් කරගනු ලැබේ. FCD ආචරණය සහ PN හන්දි මොඩියුලේෂන් යන දෙකම රේඛීය නොවන අතර එමඟින් සිලිකන් මොඩියුලේටරය ලිතියම් නියෝබේට් මොඩියුලේටරයට වඩා අඩු රේඛීය වේ. ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍ය විශිෂ්ට ලෙස ප්‍රදර්ශනය කරයි.විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේෂන්ඒවායේ පකර් ආචරණය නිසා ගුණාංග. ඒ අතරම, ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍යයට විශාල කලාප පළල, හොඳ මොඩියුලේෂන් ලක්ෂණ, අඩු අලාභය, පහසු ඒකාබද්ධ කිරීම සහ අර්ධ සන්නායක ක්‍රියාවලිය සමඟ අනුකූලතාව, සිලිකන් හා සසඳන විට ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයක් සෑදීම සඳහා තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් භාවිතය වැනි වාසි ඇත, එය “කෙටි තහඩුවක්” නොමැති තරම්ය, නමුත් ඉහළ රේඛීයතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා ද වේ. පරිවාරකයේ තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් (LNOI) විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය පොරොන්දු වූ සංවර්ධන දිශාවක් බවට පත්ව ඇත. තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍ය සකස් කිරීමේ තාක්ෂණය සහ තරංග මාර්ගෝපදේශ කැටයම් තාක්ෂණය සංවර්ධනය කිරීමත් සමඟ, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයේ ඉහළ පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව සහ ඉහළ ඒකාබද්ධ කිරීම ජාත්‍යන්තර ශාස්ත්‍රීය හා කර්මාන්ත ක්ෂේත්‍රය බවට පත්ව ඇත.
තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් වල ලක්ෂණ
එක්සත් ජනපදයේ DAP AR සැලසුම්කරණය ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍ය පිළිබඳ පහත ඇගයීම සිදු කර ඇත: ඉලෙක්ට්‍රොනික විප්ලවයේ කේන්ද්‍රය එය කළ හැකි සිලිකන් ද්‍රව්‍යයෙන් නම් කර ඇත්නම්, ෆෝටෝනික් විප්ලවයේ උපන් ස්ථානය ලිතියම් නියෝබේට් ලෙස නම් කිරීමට ඉඩ ඇත. මෙයට හේතුව ලිතියම් නියෝබේට් ප්‍රකාශ විද්‍යා ක්ෂේත්‍රයේ සිලිකන් ද්‍රව්‍ය මෙන් විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය ආචරණය, ධ්වනි-දෘශ්‍ය ආචරණය, පීසෝ විද්‍යුත් ආචරණය, තාප විද්‍යුත් ආචරණය සහ ප්‍රකාශ වර්තන ආචරණය එකකට ඒකාබද්ධ කරන බැවිනි.
දෘශ්‍ය සම්ප්‍රේෂණ ලක්ෂණ අනුව, බහුලව භාවිතා වන 1550nm කලාපයේ ආලෝකය අවශෝෂණය වීම හේතුවෙන් InP ද්‍රව්‍යය විශාලතම චිපයේ සම්ප්‍රේෂණ අලාභය ඇත. SiO2 සහ සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් හොඳම සම්ප්‍රේෂණ ලක්ෂණ ඇති අතර, අලාභය ~ 0.01dB/cm මට්ටමට ළඟා විය හැකිය; වර්තමානයේ, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් තරංග මාර්ගෝපදේශයේ තරංග මාර්ගෝපදේශ අලාභය 0.03dB/cm මට්ටමට ළඟා විය හැකි අතර, අනාගතයේ දී තාක්ෂණික මට්ටම අඛණ්ඩව වැඩිදියුණු කිරීමත් සමඟ තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් තරංග මාර්ගෝපදේශයේ අලාභය තවදුරටත් අඩු කිරීමේ හැකියාව ඇත. එබැවින්, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍ය ප්‍රභාසංස්ලේෂණ මාර්ගය, ෂන්ට් සහ ක්ෂුද්‍ර වළල්ල වැනි නිෂ්ක්‍රීය ආලෝක ව්‍යුහයන් සඳහා හොඳ කාර්ය සාධනයක් පෙන්වනු ඇත.
ආලෝක උත්පාදනය සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, InP පමණක් සෘජුවම ආලෝකය විමෝචනය කිරීමේ හැකියාව ඇත; එබැවින්, මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදීම සඳහා, වෙල්ඩින් හෝ එපිටැක්සියල් වර්ධනය පසුපසට පැටවීම මගින් LNOI මත පදනම් වූ ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ චිපයේ InP පාදක ආලෝක ප්‍රභවය හඳුන්වා දීම අවශ්‍ය වේ. ආලෝක මොඩියුලේෂන් සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍යය InP සහ Si ට වඩා විශාල මොඩියුලේෂන් කලාප පළලක්, අඩු අර්ධ තරංග වෝල්ටීයතාවයක් සහ අඩු සම්ප්‍රේෂණ අලාභයක් ලබා ගැනීම පහසු බව ඉහත අවධාරණය කර ඇත. එපමණක් නොව, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍යවල විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේෂනයේ ඉහළ රේඛීයතාව සියලුම මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදුම් සඳහා අත්‍යවශ්‍ය වේ.
දෘශ්‍ය මාර්ගගත කිරීම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍යයේ අධිවේගී විද්‍යුත් දෘශ්‍ය ප්‍රතිචාරය LNOI මත පදනම් වූ දෘශ්‍ය ස්විචය අධිවේගී දෘශ්‍ය මාර්ගගත කිරීමේ හැකියාව ඇති කරයි, සහ එවැනි අධිවේගී මාරු කිරීමේ බල පරිභෝජනය ද ඉතා අඩුය. ඒකාබද්ධ මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන තාක්ෂණයේ සාමාන්‍ය යෙදුම සඳහා, දෘශ්‍යමය වශයෙන් පාලනය කරන ලද කදම්භ සැකසුම් චිපයට වේගවත් කදම්භ පරිලෝකනයේ අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා අධිවේගී මාරු කිරීමේ හැකියාව ඇති අතර, අතිශය අඩු බල පරිභෝජනයේ ලක්ෂණ විශාල පරිමාණයේ අදියර අරා පද්ධතියේ දැඩි අවශ්‍යතාවලට හොඳින් අනුගත වේ. InP මත පදනම් වූ දෘශ්‍ය ස්විචයට අධිවේගී දෘශ්‍ය මාර්ග මාරු කිරීම ද සාක්ෂාත් කරගත හැකි වුවද, එය විශාල ශබ්දයක් හඳුන්වා දෙනු ඇත, විශේෂයෙන් බහු මට්ටමේ දෘශ්‍ය ස්විචය කැස්කැඩ් කළ විට, ශබ්ද සංගුණකය බරපතල ලෙස පිරිහී යනු ඇත. සිලිකන්, SiO2 සහ සිලිකන් නයිට්‍රයිඩ් ද්‍රව්‍යවලට දෘශ්‍ය මාර්ග මාරු කළ හැක්කේ තාප-දෘශ්‍ය ආචරණය හෝ වාහක විසරණ ආචරණය හරහා පමණි, එය ඉහළ බල පරිභෝජනය සහ මන්දගාමී මාරු කිරීමේ වේගයේ අවාසි ඇත. අදියර අරාවෙහි අරා ප්‍රමාණය විශාල වූ විට, එයට බල පරිභෝජනයේ අවශ්‍යතා සපුරාලිය නොහැක.
දෘශ්‍ය විස්තාරණය අනුව,අර්ධ සන්නායක දෘශ්‍ය වර්ධකය (සෝයා) මත පදනම් වූ InP වාණිජමය භාවිතය සඳහා පරිණත වී ඇත, නමුත් එයට ඉහළ ශබ්ද සංගුණකය සහ අඩු සන්තෘප්ත ප්‍රතිදාන බලයේ අවාසි ඇත, එය මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදීමට හිතකර නොවේ. ආවර්තිතා සක්‍රිය කිරීම සහ ප්‍රතිලෝම කිරීම මත පදනම් වූ තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් තරංග මාර්ගෝපදේශයේ පරාමිතික විස්තාරණ ක්‍රියාවලියට අඩු ශබ්දයක් සහ ඉහළ බලැති චිප දෘශ්‍ය විස්තාරණයක් ලබා ගත හැකි අතර, එමඟින් චිපයේ දෘශ්‍ය විස්තාරණය සඳහා ඒකාබද්ධ මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන තාක්ෂණයේ අවශ්‍යතා හොඳින් සපුරාලිය හැකිය.
ආලෝක හඳුනාගැනීම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් 1550 nm කලාපයේ ආලෝකයට හොඳ සම්ප්‍රේෂණ ලක්ෂණ ඇත. ප්‍රකාශ විද්‍යුත් පරිවර්තනයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සාක්ෂාත් කරගත නොහැක, එබැවින් මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදුම් සඳහා, චිපයේ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් පරිවර්තනයේ අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා. වෙල්ඩින් හෝ එපිටැක්සියල් වර්ධනය පසුපසට පැටවීම මගින් LNOI මත පදනම් වූ ෆෝටෝනික් ඒකාබද්ධ චිප් මත InGaAs හෝ Ge-Si හඳුනාගැනීමේ ඒකක හඳුන්වා දිය යුතුය. දෘශ්‍ය තන්තු සමඟ සම්බන්ධ කිරීම සම්බන්ධයෙන්, දෘශ්‍ය තන්තුම SiO2 ද්‍රව්‍යයක් වන බැවින්, SiO2 තරංග මාර්ගෝපදේශයේ මාදිලි ක්ෂේත්‍රය දෘශ්‍ය තන්තු මාදිලියේ ක්ෂේත්‍රය සමඟ ඉහළම ගැළපෙන උපාධියක් ඇති අතර, සම්බන්ධ කිරීම වඩාත් පහසු වේ. තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් හි දැඩි ලෙස සීමා කරන ලද තරංග මාර්ගෝපදේශයේ මාදිලි ක්ෂේත්‍ර විෂ්කම්භය 1μm පමණ වන අතර එය දෘශ්‍ය තන්තු මාදිලියේ ක්ෂේත්‍රයට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් වේ, එබැවින් දෘශ්‍ය තන්තු මාදිලියේ ක්ෂේත්‍රයට ගැලපෙන පරිදි නිසි මාදිලි ස්ථාන පරිවර්තනය සිදු කළ යුතුය.
ඒකාබද්ධ කිරීම සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, විවිධ ද්‍රව්‍යවලට ඉහළ ඒකාබද්ධ කිරීමේ විභවයක් තිබේද යන්න ප්‍රධාන වශයෙන් රඳා පවතින්නේ තරංග මාර්ගෝපදේශයේ නැමීමේ අරය මත ය (තරංග මාර්ගෝපදේශ ප්‍රකාර ක්ෂේත්‍රයේ සීමාවෙන් බලපායි). දැඩි ලෙස සීමා කරන ලද තරංග මාර්ගෝපදේශය කුඩා නැමීමේ අරයකට ඉඩ සලසයි, එය ඉහළ ඒකාබද්ධතාවය සාක්ෂාත් කර ගැනීමට වඩාත් හිතකර වේ. එබැවින්, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් තරංග මාර්ගෝපදේශවලට ඉහළ ඒකාබද්ධතාවයක් ලබා ගැනීමේ හැකියාව ඇත. එබැවින්, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් පෙනුම ලිතියම් නියෝබේට් ද්‍රව්‍යයට දෘශ්‍ය “සිලිකන්” භූමිකාව සැබවින්ම ඉටු කිරීමට හැකි කරයි. මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝන යෙදීම සඳහා, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් වල වාසි වඩාත් පැහැදිලිය.
පළ කිරීමේ කාලය: 2024 අප්‍රේල්-23