Lithium tantalate (LTOI) hege snelheidelektro-optyske modulator
Global dataferkear bliuwt groeie, dreaun troch de wiidferspraat oannimmen fan nije technologyen lykas 5G en keunstmjittige yntelliginsje (AI), dy't wichtige útdagings foar transceivers op alle nivo's fan optyske netwurken stelt. Spesifyk fereasket de folgjende generaasje elektro-optyske modulatortechnology in signifikante ferheging fan gegevensferfierraten oant 200 Gbps yn ien kanaal, wylst enerzjyferbrûk en kosten ferminderje. Yn 'e ôfrûne jierren is silisiumfotoniktechnology in protte brûkt yn' e merk foar optyske transceivers, fral fanwege it feit dat silisiumfotonika massaprodusearre kinne wurde mei it folwoeksen CMOS-proses. SOI elektro-optyske modulators dy't fertrouwe op fersprieding fan drager steane lykwols foar grutte útdagings yn bânbreedte, enerzjyferbrûk, frije dragerabsorption en modulaasje-nonlineariteit. Oare technologyrûtes yn 'e yndustry omfetsje InP, tinne film lithium niobate LNOI, elektro-optyske polymers, en oare multi-platfoarm heterogene yntegraasje oplossingen. LNOI wurdt beskôge as de oplossing dy't de bêste prestaasje kin berikke yn ultra-hege snelheid en lege krêftmodulaasje, lykwols hat it op it stuit wat útdagings yn termen fan massaproduksjeproses en kosten. Koartlyn lansearre it team in tinne film lithium tantalate (LTOI) yntegreare fotonyske platfoarm mei poerbêste fotoelektryske eigenskippen en grutskalige produksje, dy't ferwachte wurdt oerien te passen of sels de prestaasjes fan lithium niobate en silisium optyske platfoarms yn in protte tapassingen te passen. Lykwols, oant no, de kearn apparaat fanoptyske kommunikaasje, de ultra-hege snelheid elektro-optyske modulator, is net ferifiearre yn LTOI.
Yn dizze stúdzje hawwe de ûndersikers earst de LTOI-elektro-optyske modulator ûntworpen, wêrfan de struktuer te sjen is yn figuer 1. Troch it ûntwerp fan 'e struktuer fan elke laach fan lithiumtantalaat op' e isolator en de parameters fan 'e mikrofoaveelektrode, de fuortplanting snelheid matching fan magnetron en ljocht weach yn 'eelektro-optyske modulatorwurdt realisearre. Yn termen fan it ferminderjen fan it ferlies fan de magnetron elektrodes, de ûndersikers yn dit wurk foar it earst foarstelde it brûken fan sulver as in elektrodes materiaal mei bettere conductivity, en de sulveren elektrodes waard sjen litten te ferminderjen it magnetron ferlies oan 82% yn ferliking mei de in soad brûkt gouden elektrodes.
FIG. 1 LTOI electro-optic modulator struktuer, faze matching design, magnetron elektrodes ferlies test.
FIG. 2 toant de eksperimintele apparaat en resultaten fan de LTOI elektro-optyske modulator foaryntinsiteit modulearredirekte deteksje (IMDD) yn optyske kommunikaasjesystemen. De eksperiminten litte sjen dat de LTOI elektro-optyske modulator PAM8-sinjalen kin ferstjoere mei in tekenrate fan 176 GBd mei in mjitten BER fan 3.8 × 10⁻² ûnder de 25% SD-FEC-drompel. Foar sawol 200 GBd PAM4 as 208 GBd PAM2 wie BER signifikant leger as de drompel fan 15% SD-FEC en 7% HD-FEC. It each en histogram test resultaten yn figuer 3 fisueel demonstrearje dat de LTOI elektro-optyske modulator kin brûkt wurde yn hege-snelheid kommunikaasje systemen mei hege linigens en lege bit flater rate.
FIG. 2 Eksperimintearje mei LTOI elektro-optyske modulator foarYntensiteit modulearreDirekte Detection (IMDD) yn optyske kommunikaasje systeem (a) eksperiminteel apparaat; (b) De mjitten bit error rate (BER) fan PAM8 (read), PAM4 (grien) en PAM2 (blau) sinjalen as funksje fan it teken rate; (c) Extracted brûkbere ynformaasje rate (AIR, stippelline) en assosjearre netto data rate (NDR, solid line) foar mjittingen mei bit-flater rate wearden ûnder de 25% SD-FEC limyt; (d) Eye kaarten en statistyske histograms ûnder PAM2, PAM4, PAM8 modulaasje.
Dit wurk toant de earste hege snelheid LTOI elektro-optyske modulator mei in 3 dB bânbreedte fan 110 GHz. Yn yntensiteitsmodulaasje direkte deteksje IMDD-transmission-eksperiminten berikt it apparaat in ienige drager-nettodatarate fan 405 Gbit / s, wat te fergelykjen is mei de bêste prestaasjes fan besteande elektro-optyske platfoarms lykas LNOI en plasmamodulators. Yn 'e takomst, mei help fan mear komplekseIQ modulatorûntwerpen of mear avansearre sinjaal flater korreksje techniken, of it brûken fan legere magnetron ferlies substrates lykas kwarts substrates, lithium tantalate apparaten wurde ferwachte te berikken kommunikaasje tariven fan 2 Tbit / s of heger. Kombinearre mei LTOI's spesifike foardielen, lykas legere dûbele breking en it skaaleffekt fanwege syn wiidferspraat tapassing yn oare RF-filtermerken, sil lithiumtantalaat-fotonika-technology lege kosten, lege krêft en ultra-hege-snelheid oplossingen leverje foar hege snelheid fan 'e folgjende generaasje -speed optyske kommunikaasje netwurken en mikrogolf photonics systemen.
Post tiid: Dec-11-2024