Mea ʻike kiʻi lithium niobate (LN) ʻili lahilahi

Mea ʻike kiʻi lithium niobate (LN) ʻili lahilahi

Loaʻa i ka Lithium niobate (LN) kahi ʻano kristal kū hoʻokahi a me nā hopena kino waiwai, e like me nā hopena nonlinear, nā hopena electro-optic, nā hopena pyroelectric, a me nā hopena piezoelectric. I ka manawa like, loaʻa iā ia nā pono o ka puka aniani optical wideband a me ke kūpaʻa lōʻihi. ʻO kēia mau ʻano e hoʻolilo iā LN i kahua koʻikoʻi no ka hanauna hou o nā photonics i hoʻohui ʻia. I nā mea optical a me nā ʻōnaehana optoelectronic, hiki i nā ʻano o LN ke hāʻawi i nā hana waiwai a me ka hana, e paipai ana i ka hoʻomohala ʻana o ke kamaʻilio optical, ka helu optical, a me nā kahua ʻike optical. Eia nō naʻe, ma muli o ka nāwaliwali o ka absorption a me nā waiwai insulation o ka lithium niobate, ke kū nei ka hoʻopili hoʻohui ʻia o ka lithium niobate i ka pilikia o ka ʻike paʻakikī. I nā makahiki i hala iho nei, ʻo nā hōʻike ma kēia kahua e pili ana i nā photodetectors i hoʻohui ʻia me ka waveguide a me nā photodetectors heterojunction.
ʻO ka photodetector i hoʻohui ʻia me ka waveguide e pili ana i ka lithium niobate e kālele pinepine ʻia ana ma ka C-band kamaʻilio optical (1525-1565nm). Ma ke ʻano o ka hana, ʻo LN ke kuleana nui o nā nalu alakaʻi, ʻoiai ʻo ka hana ʻike optoelectronic e hilinaʻi nui ana i nā semiconductors e like me ka silicon, nā semiconductors bandgap haiki III-V group, a me nā mea ʻelua-dimensional. Ma ia ʻano hoʻolālā, hoʻouna ʻia ka mālamalama ma o nā waveguides optical lithium niobate me ka pohō haʻahaʻa, a laila hoʻopili ʻia e nā mea semiconductor ʻē aʻe e pili ana i nā hopena photoelectric (e like me ka photoconductivity a i ʻole nā ​​​​hopena photovoltaic) e hoʻonui i ka nui o ka mea lawe a hoʻololi iā ia i mau hōʻailona uila no ka hoʻopuka ʻana. ʻO nā pono he bandwidth hana kiʻekiʻe (~ GHz), voltage hana haʻahaʻa, ka liʻiliʻi, a me ka hoʻohālikelike me ka hoʻohui ʻana o ka chip photonic. Eia naʻe, ma muli o ka hoʻokaʻawale spatial o nā mea lithium niobate a me nā mea semiconductor, ʻoiai lākou e hana i kā lākou mau hana ponoʻī, ʻo LN wale nō ke kuleana i nā nalu alakaʻi a ʻaʻole i hoʻohana maikaʻi ʻia nā waiwai haole maikaʻi ʻē aʻe. ʻO nā mea semiconductor wale nō ke kuleana i ka hoʻololi photoelectric a nele i ka hoʻopili ʻana me kekahi i kekahi, e hopena ana i kahi band hana palena iki. Ma ke ʻano o ka hoʻokō kikoʻī, ʻo ka hoʻopili ʻana o ke kukui mai ke kumu kukui i ka lithium niobate optical waveguide e hopena i nā pohō nui a me nā koi kaʻina hana koʻikoʻi. Eia kekahi, he paʻakikī ke hoʻoponopono i ka mana optical maoli o ke kukui i hoʻomālamalama ʻia ma ke kahawai hāmeʻa semiconductor ma ka ʻāpana hoʻopili, kahi e kaupalena ai i kāna hana ʻike.
ʻO ke kuʻunanā mea nānā kiʻiʻO nā mea i hoʻohana ʻia no nā noi kiʻi e hoʻokumu pinepine ʻia ma nā mea semiconductor. No laila, no ka lithium niobate, ʻo kona haʻahaʻa o ka hoʻomoʻa ʻana o ka mālamalama a me nā waiwai insulating e hoʻolilo iā ia i mea makemake ʻole ʻia e nā mea noiʻi photodetector, a he wahi paʻakikī hoʻi i ke kahua. Eia nō naʻe, ʻo ka hoʻomohala ʻana o ka ʻenehana heterojunction i nā makahiki i hala iho nei ua lawe mai i ka manaʻolana i ka noiʻi ʻana i nā photodetectors lithium niobate. Hiki ke hoʻohui like ʻia nā mea ʻē aʻe me ka hoʻomoʻa ʻana o ka mālamalama ikaika a i ʻole ka conductivity maikaʻi loa me ka lithium niobate e uku no kona mau hemahema. I ka manawa like, hiki ke hoʻomalu ʻia nā ʻano pyroelectric i hoʻoulu ʻia e ka polarization spontaneous o ka lithium niobate ma muli o kona anisotropy structural ma ka hoʻololi ʻana i ka wela ma lalo o ka irradiation māmā, a laila e hoʻololi ana i nā ʻano pyroelectric no ka ʻike optoelectronic. Loaʻa i kēia hopena thermal nā pono o ka wideband a me ka hoʻokele ponoʻī, a hiki ke hoʻopiha maikaʻi ʻia a hoʻohui ʻia me nā mea ʻē aʻe. ʻO ka hoʻohana synchronous o nā hopena thermal a me photoelectric ua wehe i kahi au hou no nā photodetectors lithium niobate, e hiki ai i nā mea hana ke hoʻohui i nā pono o nā hopena ʻelua. A no ka hoʻoponopono ʻana i nā hemahema a hoʻokō i ka hoʻohui hoʻohui o nā pono, he wahi wela noiʻi ia i nā makahiki i hala iho nei. Eia kekahi, ʻo ka hoʻohana ʻana i ka hoʻokomo ʻana o ka ion, ka ʻenekinia band, a me ka ʻenekinia kīnā he koho maikaʻi nō hoʻi ia e hoʻoponopono i ka paʻakikī o ka ʻike ʻana i ka lithium niobate. Eia nō naʻe, ma muli o ka paʻakikī o ka hana ʻana o ka lithium niobate, ke kū nei kēia kahua i nā pilikia nui e like me ka hoʻohui haʻahaʻa, nā mea hana kiʻi array a me nā ʻōnaehana, a me ka hana lawa ʻole, nona ka waiwai noiʻi nui a me ka hakahaka.

Ma ke Kiʻi 1, me ka hoʻohana ʻana i nā kūlana ikehu kīnā i loko o ka LN bandgap ma ke ʻano he mau kikowaena mea hāʻawi electron, ua hoʻopuka ʻia nā mea lawe uku manuahi i loko o ka hui conduction ma lalo o ka hoʻonāukiuki ʻana o ka mālamalama ʻike ʻia. Ke hoʻohālikelike ʻia me nā photodetectors LN pyroelectric ma mua, kahi i kaupalena pinepine ʻia i ka wikiwiki pane ma kahi o 100Hz, ʻo kēiaMea ʻike kiʻi LNhe wikiwiki ka pane a hiki i ka 10kHz. I kēia manawa, ma kēia hana, ua hōʻike ʻia e hiki i ka LN i hoʻohui ʻia me ka magnesium ion ke hoʻokō i ka modulation kukui o waho me ka pane a hiki i ka 10kHz. Paipai kēia hana i ka noiʻi ʻana ma ka hana kiʻekiʻe a menā mea ʻike kiʻi LN wikiwiki kiʻekiʻei ke kūkulu ʻana i nā ʻāpana photonic LN i hoʻohui ʻia me ka chip hoʻokahi hana piha.
I ka hōʻuluʻulu manaʻo, ke kahua noiʻi onā mea ʻike kiʻi lithium niobate ʻili lahilahiHe koʻikoʻi koʻikoʻi kona ʻepekema a me ka hiki ke hoʻohana pono nui ʻia. I ka wā e hiki mai ana, me ka hoʻomohala ʻana o ka ʻenehana a me ka hohonu o ka noiʻi, e hoʻomohala ʻia nā photodetectors lithium niobate (LN) kiʻi lahilahi i ka hoʻohui kiʻekiʻe. ʻO ka hoʻohui ʻana i nā ʻano hoʻohui like ʻole e hoʻokō i ka hana kiʻekiʻe, ka pane wikiwiki, a me nā photodetectors lithium niobate kiʻi lahilahi ākea ma nā ʻano āpau e lilo i mea maoli, kahi e hoʻolaha nui ai i ka hoʻomohala ʻana o ka hoʻohui ʻana ma ka chip a me nā kahua ʻike akamai, a hāʻawi i nā mea hou aʻe no ka hanauna hou o nā noi photonics.