ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) අධිවේගීවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය
ගෝලීය දත්ත ගමනාගමනය අඛණ්ඩව වර්ධනය වන අතර, 5G සහ කෘතිම බුද්ධිය (AI) වැනි නව තාක්ෂණයන් පුළුල් ලෙස භාවිතා කිරීම මගින් මෙහෙයවනු ලබන අතර, එය දෘශ්‍ය ජාලවල සියලුම මට්ටම්වල සම්ප්‍රේෂකයන්ට සැලකිය යුතු අභියෝග ඇති කරයි. විශේෂයෙන්, ඊළඟ පරම්පරාවේ විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් තාක්ෂණයට බලශක්ති පරිභෝජනය සහ පිරිවැය අඩු කරන අතරම තනි නාලිකාවක දත්ත හුවමාරු අනුපාත 200 Gbps දක්වා සැලකිය යුතු ලෙස වැඩි කිරීම අවශ්‍ය වේ. පසුගිය වසර කිහිපය තුළ, සිලිකන් ෆෝටෝනික් තාක්‍ෂණය දෘශ්‍ය සම්ප්‍රේෂක වෙළඳපොලේ බහුලව භාවිතා වී ඇත, ප්‍රධාන වශයෙන් පරිණත CMOS ක්‍රියාවලිය භාවිතයෙන් සිලිකන් ෆෝටෝනික් මහා පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කළ හැකි බැවිනි. කෙසේ වෙතත්, වාහක විසරණය මත රඳා පවතින SOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් කලාප පළල, බල පරිභෝජනය, නිදහස් වාහක අවශෝෂණය සහ මොඩියුලේෂන් රේඛීය නොවන බව තුළ විශාල අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. කර්මාන්තයේ අනෙකුත් තාක්‍ෂණ මාර්ග අතරට InP, තුනී පටල ලිතියම් නියෝබේට් LNOI, විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය බහු අවයවක සහ අනෙකුත් බහු-වේදිකා විෂමජාතීය ඒකාබද්ධ විසඳුම් ඇතුළත් වේ. අතිශය අධිවේගී සහ අඩු බල මොඩියුලේෂන් වල හොඳම කාර්ය සාධනය ලබා ගත හැකි විසඳුම LNOI ලෙස සැලකේ, කෙසේ වෙතත්, එය දැනට මහා පරිමාණ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සහ පිරිවැය අනුව යම් අභියෝගවලට මුහුණ දෙයි. මෑතකදී, කණ්ඩායම විශිෂ්ට ප්‍රකාශ විද්‍යුත් ගුණාංග සහ මහා පරිමාණ නිෂ්පාදනයක් සහිත තුනී පටල ලිතියම් ටැන්ටලේට් (LTOI) ඒකාබද්ධ ෆෝටෝනික් වේදිකාවක් දියත් කළ අතර, එය බොහෝ යෙදුම්වල ලිතියම් නියෝබේට් සහ සිලිකන් දෘශ්‍ය වේදිකා වල ක්‍රියාකාරිත්වයට ගැලපෙන හෝ ඉක්මවා යනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. කෙසේ වෙතත්, මේ දක්වා, මූලික උපාංගයදෘශ්‍ය සන්නිවේදනය, අතිශය අධිවේගී විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය, LTOI හි සත්‍යාපනය කර නොමැත.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී, පර්යේෂකයන් මුලින්ම LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය නිර්මාණය කළ අතර, එහි ව්‍යුහය රූපය 1 හි දක්වා ඇත. පරිවාරකයේ ලිතියම් ටැන්ටලේට් එක් එක් ස්ථරයේ ව්‍යුහය සහ මයික්‍රෝවේව් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ පරාමිතීන් සැලසුම් කිරීම හරහා, මයික්‍රෝවේව් සහ ආලෝක තරංගයේ ප්‍රචාරණ වේගය ගැලපීමවිද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයසාක්ෂාත් කර ගෙන ඇත. මයික්‍රෝවේව් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයේ අලාභය අඩු කිරීම සම්බන්ධයෙන්, මෙම කාර්යයේ පර්යේෂකයන් ප්‍රථම වරට වඩා හොඳ සන්නායකතාවක් සහිත ඉලෙක්ට්‍රෝඩ ද්‍රව්‍යයක් ලෙස රිදී භාවිතය යෝජනා කළ අතර, රිදී ඉලෙක්ට්‍රෝඩය බහුලව භාවිතා වන රන් ඉලෙක්ට්‍රෝඩයට සාපේක්ෂව මයික්‍රෝවේව් අලාභය 82% දක්වා අඩු කරන බව පෙන්වා දෙන ලදී.
රූපය 1 LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටර් ව්‍යුහය, අදියර ගැලපීමේ සැලසුම, ක්ෂුද්‍ර තරංග ඉලෙක්ට්‍රෝඩ නැතිවීමේ පරීක්ෂණය.
රූපය 2 හි LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයේ අත්හදා බැලීමේ උපකරණ සහ ප්‍රතිඵල පෙන්වයි.තීව්‍රතාව මොඩියුලේට් කරන ලදීදෘශ්‍ය සන්නිවේදන පද්ධතිවල සෘජු හඳුනාගැනීම (IMDD). LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරයට 25% SD-FEC සීමාවට වඩා 3.8×10⁻² ක මනින ලද BER සමඟ 176 GBd සංඥා අනුපාතයකින් PAM8 සංඥා සම්ප්‍රේෂණය කළ හැකි බව අත්හදා බැලීම්වලින් පෙනී යයි. 200 GBd PAM4 සහ 208 GBd PAM2 යන දෙකටම, BER 15% SD-FEC සහ 7% HD-FEC සීමාවට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු විය. රූපය 3 හි ඇස සහ හිස්ටෝග්‍රෑම් පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල දෘශ්‍යමය වශයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය ඉහළ රේඛීයතාවයක් සහ අඩු බිට් දෝෂ අනුපාතයක් සහිත අධිවේගී සන්නිවේදන පද්ධතිවල භාවිතා කළ හැකි බවයි.
රූපය 2 LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය භාවිතා කරමින් අත්හදා බැලීමතීව්‍රතාව මොඩියුලේට් කරන ලදීදෘශ්‍ය සන්නිවේදන පද්ධතියේ සෘජු හඳුනාගැනීම (IMDD) (අ) පර්යේෂණාත්මක උපාංගය; (ආ) සංඥා අනුපාතයේ ශ්‍රිතයක් ලෙස PAM8(රතු), PAM4(කොළ) සහ PAM2(නිල්) සංඥා වල මනින ලද බිට් දෝෂ අනුපාතය (BER); (ඇ) 25% SD-FEC සීමාවට අඩු බිට්-දෝෂ අනුපාත අගයන් සහිත මිනුම් සඳහා උපුටා ගත් භාවිතා කළ හැකි තොරතුරු අනුපාතය (AIR, ඉරි සහිත රේඛාව) සහ ආශ්‍රිත ශුද්ධ දත්ත අනුපාතය (NDR, ඝන රේඛාව); (ඈ) PAM2, PAM4, PAM8 මොඩියුලේෂන් යටතේ අක්ෂි සිතියම් සහ සංඛ්‍යානමය හිස්ටෝග්‍රෑම්.
මෙම කාර්යය 110 GHz 3 dB කලාප පළලක් සහිත පළමු අධිවේගී LTOI විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය මොඩියුලේටරය නිරූපණය කරයි. තීව්‍රතා මොඩියුලේෂන් සෘජු හඳුනාගැනීමේ IMDD සම්ප්‍රේෂණ අත්හදා බැලීම් වලදී, උපාංගය 405 Gbit/s තනි වාහක ශුද්ධ දත්ත අනුපාතයක් ලබා ගනී, එය LNOI සහ ප්ලාස්මා මොඩියුලේටර් වැනි පවතින විද්‍යුත්-දෘශ්‍ය වේදිකාවල හොඳම කාර්ය සාධනයට සමාන වේ. අනාගතයේදී, වඩාත් සංකීර්ණ භාවිතා කිරීමIQ මොඩියුලේටරයසැලසුම් හෝ වඩාත් දියුණු සංඥා දෝෂ නිවැරදි කිරීමේ ශිල්පීය ක්‍රම, හෝ ක්වාර්ට්ස් උපස්ථර වැනි අඩු මයික්‍රෝවේව් පාඩු උපස්ථර භාවිතා කරමින්, ලිතියම් ටැන්ටලේට් උපාංග 2 Tbit/s හෝ ඊට වැඩි සන්නිවේදන අනුපාත ලබා ගැනීමට අපේක්ෂා කෙරේ. අනෙකුත් RF පෙරහන් වෙළඳපලවල එහි පුළුල් යෙදුම හේතුවෙන් අඩු ද්වි-වර්තනය සහ පරිමාණ ආචරණය වැනි LTOI හි නිශ්චිත වාසි සමඟ ඒකාබද්ධව, ලිතියම් ටැන්ටලේට් ෆෝටෝනික්ස් තාක්‍ෂණය ඊළඟ පරම්පරාවේ අධිවේගී දෘශ්‍ය සන්නිවේදන ජාල සහ මයික්‍රෝවේව් ෆෝටෝනික්ස් පද්ධති සඳහා අඩු වියදම්, අඩු බල සහ අතිශය අධිවේගී විසඳුම් ලබා දෙනු ඇත.
පළ කිරීමේ කාලය: දෙසැම්බර්-11-2024