Ke kuleana o ka ʻili lahilahi o ka lithium niobate i ka electro-optic modulator

Ke kuleana o ka ʻili lahilahi o ka lithium niobate i lokomea hoʻololi uila-optic
Mai ka hoʻomaka ʻana o ka ʻoihana a hiki i kēia manawa, ua hoʻonui ʻia ka hiki o ke kamaʻilio ʻana o ka fiber hoʻokahi i nā miliona manawa, a ua ʻoi aku ka nui o nā noiʻi ʻoi loa ma mua o nā ʻumi miliona manawa. Ua hoʻokani nui ʻo Lithium niobate i waenakonu o kā mākou ʻoihana. I nā lā mua o ke kamaʻilio fiber optical, ua hoʻonohonoho pololei ʻia ka modulation o ka hōʻailona optical ma kalaser. ʻAe ʻia kēia ʻano modulation i nā noi bandwidth haʻahaʻa a i ʻole nā ​​​​​​noi mamao pōkole. No ka modulation wikiwiki a me nā noi mamao loa, ʻaʻole lawa ka bandwidth a he pipiʻi loa ke kahawai hoʻoili e hoʻokō i nā noi mamao loa.
Ma waenakonu o ke kamaʻilio fiber optical, ʻoi aku ka wikiwiki o ka modulation hōʻailona e hoʻokō i ka hoʻonui ʻia o ka hiki ke kamaʻilio, a hoʻomaka ke ʻano modulation hōʻailona optical e hoʻokaʻawale, a hoʻohana ʻia nā ʻano modulation like ʻole i ka pūnaewele pōkole a me ka pūnaewele trunk mamao. Hoʻohana ʻia ka modulation pololei haʻahaʻa i ka pūnaewele pōkole, a hoʻohana ʻia kahi "electro-optic modulator" ʻokoʻa i ka pūnaewele trunk mamao, kahi i hoʻokaʻawale ʻia mai ka laser.
Hoʻohana ka modulator electro-optic i ka hoʻonohonoho ʻana o Machzender e hoʻololi i ka hōʻailona, ​​​​he nalu electromagnetic ka mālamalama, pono ka hoʻopilikia paʻa o ka nalu electromagnetic i ka alapine paʻa, ka pae a me ka polarization. Hoʻopuka pinepine mākou i kahi huaʻōlelo, i kapa ʻia ʻo nā palena hoʻopilikia, nā palena mālamalama a me ka pouli, ʻo ka mālamalama kahi e hoʻonui ʻia ai ka hoʻopilikia electromagnetic, ʻo ka pouli kahi e hoʻonāwaliwali ai ka hoʻopilikia electromagnetic i ka ikehu. ʻO ka hoʻopilikia Mahzender kahi ʻano interferometer me ka hoʻonohonoho kūikawā, ʻo ia ka hopena hoʻopilikia i kāohi ʻia e ka kaohi ʻana i ka pae o ka kukuna like ma hope o ka māhele ʻana i ka kukuna. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, hiki ke kaohi ʻia ka hopena hoʻopilikia ma ka kaohi ʻana i ka pae hoʻopilikia.
Hoʻohana ʻia kēia mea me ka Lithium niobate i ke kamaʻilio fiber optical, ʻo ia hoʻi, hiki iā ia ke hoʻohana i ka pae voltage (hōʻailona uila) e kāohi i ke ʻano o ke kukui, e hoʻokō i ka modulation o ka hōʻailona kukui, ʻo ia ka pilina ma waena o ka modulator electro-optical a me ka lithium niobate. Ua kapa ʻia kā mākou modulator he modulator electro-optic, pono e noʻonoʻo i ka pono o ka hōʻailona uila a me ke ʻano modulation o ka hōʻailona optical. ʻOi aku ka maikaʻi o ka hiki ke hōʻailona uila o ka indium phosphide a me ka silicon photonics ma mua o ka lithium niobate, a ʻoi aku ka nāwaliwali o ka hiki ke hōʻailona optical akā hiki ke hoʻohana ʻia, kahi e hana ai i kahi ala hou e hopu ai i ka manawa kūpono o ka mākeke.
Ma waho aʻe o ko lākou mau waiwai uila maikaʻi loa, loaʻa i ka indium phosphide a me ka silicon photonics nā pono o ka miniaturization a me ka hoʻohui ʻana ʻaʻole i loaʻa i ka lithium niobate. ʻOi aku ka liʻiliʻi o ka Indium phosphide ma mua o ka lithium niobate a he kiʻekiʻe ke kiʻekiʻe o ka hoʻohui ʻana, a ʻoi aku ka liʻiliʻi o nā photons silicon ma mua o ka indium phosphide a he kiʻekiʻe ke kiʻekiʻe o ka hoʻohui ʻana. ʻO ke poʻo o ka lithium niobate ma ke ʻano hemea hoʻololiʻelua ka lōʻihi o ke ʻano o ka indium phosphide, a hiki ke lilo i modulator wale nō a ʻaʻole hiki ke hoʻohui i nā hana ʻē aʻe.
I kēia manawa, ua komo ka modulator electro-optical i ke au o ka helu hōʻailona 100 biliona, (ʻo 128G he 128 biliona), a ua hoʻomaka hou ka lithium niobate i ke kaua e komo i ka hoʻokūkū, a ke manaʻolana nei e alakaʻi i kēia au i ka wā e hiki mai ana, e alakaʻi ana i ke komo ʻana i ka mākeke helu hōʻailona 250 biliona. I mea e hoʻihoʻi hou ai ka lithium niobate i kēia mākeke, pono e kālailai i ka mea a ka indium phosphide a me nā silicon photons, akā ʻaʻole ka lithium niobate. ʻO ia ka hiki uila, ka hoʻohui kiʻekiʻe, ka miniaturization.
ʻO ka hoʻololi ʻana o ka lithium niobate e waiho ana i ʻekolu mau kihi, ʻo ke kihi mua pehea e hoʻomaikaʻi ai i ka hiki ke uila, ʻo ka lua o ke kihi pehea e hoʻomaikaʻi ai i ka hoʻohui ʻana, a ʻo ke kolu o ke kihi pehea e hoʻolili ai. ʻO ka hoʻonā i kēia mau kihi loea ʻekolu e pono ai i hoʻokahi hana wale nō, ʻo ia hoʻi, e hoʻomāmā i ka mea lithium niobate, e lawe i kahi papa lahilahi loa o ka mea lithium niobate ma ke ʻano he waveguide optical, hiki iā ʻoe ke hoʻolālā hou i ka electrode, hoʻomaikaʻi i ka mana uila, hoʻomaikaʻi i ka bandwidth a me ka pono modulation o ka hōʻailona uila. Hoʻomaikaʻi i ka hiki ke uila. Hiki ke hoʻopili ʻia kēia kiʻiʻoniʻoni i ka wafer silicon, no ka hoʻokō ʻana i ka hoʻohui hui ʻia, lithium niobate ma ke ʻano he modulator, ʻo ke koena o ka hoʻohui photon silicon, ʻike maopopo ʻia ka hiki ke hoʻomāliʻiliʻi photon silicon i nā mea āpau, lithium niobate film a me ka hoʻohui hui ʻana o ka māmā silicon, hoʻomaikaʻi i ka hoʻohui ʻana, hoʻokō maoli i ka miniaturization.
I ka wā e hiki mai ana, ua kokoke ka modulator electro-optical e komo i ka au o ka helu hōʻailona 200 biliona, ke lilo nei ka hemahema optical o ka indium phosphide a me nā silicon photons i mea maopopo loa, a ke lilo nei ka pono optical o ka lithium niobate i mea koʻikoʻi, a hoʻomaikaʻi ka ʻili lahilahi lithium niobate i ka hemahema o kēia mea ma ke ʻano he modulator, a ke kālele nei ka ʻoihana i kēia "ʻili lahilahi lithium niobate", ʻo ia hoʻi, ka ʻili lahilahimea hoʻololi lithium niobateʻO kēia ke kuleana o ka lithium niobate ʻili lahilahi ma ke kahua o nā modulators electro-optical.