ပါးလွှာသောဖလင်လီသီယမ်နီယိုဘိတ်လျှပ်စစ်အော့ပတစ်မော်တာ၏ သုတေသနတိုးတက်မှု

သုတေသနတိုးတက်မှုပါးလွှာသောဖလင်လီသီယမ်နိုက်ဘိတ်လျှပ်စစ်အလင်းပြုပြင်ကိရိယာ

Electro-optic modulator သည် optical communication system နှင့် microwave photonic system ၏ အဓိက device ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် အသုံးချလျှပ်စစ်စက်ကွင်းကြောင့်ဖြစ်ပေါ်လာသော ပစ္စည်း၏ refractive index ကိုပြောင်းလဲခြင်းဖြင့် free space သို့မဟုတ် optical waveguide တွင်ပျံ့နှံ့နေသောအလင်းကိုထိန်းညှိပေးသည်။ ရိုးရာ lithium niobateအီလက်ထရို-အော့ပတစ် မော်ဂျူလာelectro-optical ပစ္စည်းအဖြစ် အစုလိုက်အပြုံလိုက် လီသီယမ် နီယိုဘိတ် ပစ္စည်းကို အသုံးပြုသည်။ single crystal လီသီယမ် နီယိုဘိတ် ပစ္စည်းကို တိုက်တေနီယမ် ပျံ့နှံ့မှု သို့မဟုတ် ပရိုတွန် လဲလှယ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့် waveguide ဖွဲ့စည်းရန် ဒေသတွင်းတွင် doped လုပ်ထားသည်။ core layer နှင့် cladding layer အကြား refractive index ကွာခြားချက်မှာ အလွန်နည်းပါးပြီး waveguide တွင် အလင်းစက်ကွင်းနှင့် ချိတ်ဆက်နိုင်စွမ်း ညံ့ဖျင်းသည်။ ထုပ်ပိုးထားသော electro-optic modulator ၏ စုစုပေါင်းအရှည်မှာ ပုံမှန်အားဖြင့် 5~10 cm ဖြစ်သည်။

Lithium Niobate on Insulator (LNOI) နည်းပညာသည် လီသီယမ် niobate electro-optic modulator ၏ အရွယ်အစားကြီးမားသော ပြဿနာကို ဖြေရှင်းရန် ထိရောက်သောနည်းလမ်းတစ်ခုကို ပေးပါသည်။ waveguide core layer နှင့် cladding layer အကြား refractive index ကွာခြားချက်သည် 0.7 အထိရှိပြီး၊ ၎င်းသည် optical mode binding ability နှင့် waveguide ၏ electro-optical regulation effect ကို သိသိသာသာ မြှင့်တင်ပေးကာ electro-optical modulator နယ်ပယ်တွင် သုတေသန hotspot တစ်ခု ဖြစ်လာခဲ့သည်။

မိုက်ခရို-စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ နည်းပညာတိုးတက်မှုကြောင့် LNOI ပလက်ဖောင်းကို အခြေခံသည့် electro-optic modulators များ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုသည် မြန်ဆန်စွာ တိုးတက်မှုရှိလာပြီး ပိုမိုကျစ်လစ်သော အရွယ်အစားနှင့် စွမ်းဆောင်ရည် စဉ်ဆက်မပြတ် တိုးတက်ကောင်းမွန်လာမှု လမ်းကြောင်းကို ပြသနေပါသည်။ အသုံးပြုထားသော waveguide ဖွဲ့စည်းပုံအရ၊ ပုံမှန် thin film lithium niobate electro-optic modulators များသည် တိုက်ရိုက်ထွင်းထုထားသော waveguide electro-optic modulators များ၊ loaded hybrid များဖြစ်သည်။လှိုင်းလမ်းညွှန် မော်ဂျူလာများနှင့် hybrid silicon integrated waveguide electro-optic modulators များ။

လက်ရှိတွင်၊ ခြောက်သွေ့သော etching လုပ်ငန်းစဉ်တိုးတက်မှုသည် thin film lithium niobate waveguide ဆုံးရှုံးမှုကို သိသိသာသာလျှော့ချပေးပြီး၊ ridge loading နည်းလမ်းသည် etching လုပ်ငန်းစဉ်အခက်အခဲမြင့်မားခြင်းပြဿနာကို ဖြေရှင်းပေးပြီး၊ 1 V half wave အောက် voltage ရှိသော lithium niobate electro-optic modulator ကို အကောင်အထည်ဖော်ခဲ့ပြီး၊ ရင့်ကျက်သော SOI နည်းပညာနှင့် ပေါင်းစပ်ခြင်းသည် photon နှင့် electron hybrid integration ၏ ခေတ်ရေစီးကြောင်းနှင့် ကိုက်ညီပါသည်။ Thin film lithium niobate နည်းပညာသည် chip ပေါ်တွင် electro-optic modulator ပေါင်းစပ်မှုနည်းပါးခြင်း၊ အရွယ်အစားသေးငယ်ခြင်းနှင့် bandwidth ကြီးမားခြင်းတို့ကို အကောင်အထည်ဖော်ရာတွင် အားသာချက်များရှိသည်။ သီအိုရီအရ၊ 3mm thin film lithium niobate push-pull သည် ခန့်မှန်းခြေအားဖြင့်M⁃Z မော်ဂျူလာများ3dB electro-optical bandwidth သည် 400 GHz အထိရောက်ရှိနိုင်ပြီး စမ်းသပ်မှုအရပြင်ဆင်ထားသော thin film lithium niobate modulator ၏ bandwidth သည် 100 GHz ကျော်သာရှိသည်ဟု သတင်းပို့ထားပြီး ၎င်းသည် သီအိုရီဆိုင်ရာ အထက်ကန့်သတ်ချက်နှင့် အလှမ်းဝေးနေဆဲဖြစ်သည်။ အခြေခံဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ parameters များကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ခြင်းဖြင့် ရရှိလာသော တိုးတက်မှုမှာ အကန့်အသတ်ရှိသည်။ အနာဂတ်တွင် စံ coplanar waveguide electrode ကို segmented microwave electrode အဖြစ် ဒီဇိုင်းထုတ်ခြင်းကဲ့သို့သော ယန္တရားအသစ်များနှင့် ဖွဲ့စည်းပုံများကို စူးစမ်းလေ့လာခြင်း၏ ရှုထောင့်မှကြည့်လျှင် modulator ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ပိုမိုတိုးတက်ကောင်းမွန်လာနိုင်သည်။

ထို့အပြင်၊ integrated modulator chip packaging နှင့် လေဆာများ၊ detectors များနှင့် အခြား devices များနှင့် on-chip heterogeneous integration ကို သဘောပေါက်လာခြင်းသည် thin film lithium niobate modulators များ၏ အနာဂတ်ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် အခွင့်အလမ်းတစ်ခုဖြစ်သလို စိန်ခေါ်မှုတစ်ခုလည်း ဖြစ်ပါသည်။ Thin film lithium niobate electro-optic modulator သည် microwave photon၊ optical communication နှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် ပိုမိုအရေးကြီးသော အခန်းကဏ္ဍမှ ပါဝင်လာမည်ဖြစ်သည်။