Hordhac
Iyada oo laga duulayo guusha wareegyada isku dhafan ee elektaroonigga ah (EICs), goobta wareegyada isku dhafan ee photonic (PICs) ayaa isbeddelaysay tan iyo markii la aasaasay 1969. Si kastaba ha ahaatee, si ka duwan EICs, horumarinta madal caalami ah oo awood u leh inay taageerto codsiyada kala duwan ee photonic ayaa weli ah caqabad weyn. Maqaalkani wuxuu sahaminayaa tignoolajiyada soo ifbaxaysa ee Lithium Niobate on Insulator (LNOI), taas oo si dhakhso ah u noqotay xal rajo leh oo loogu talagalay PIC-yada jiilka soo socda.
Kobaca Tiknoolajiyadda LNOI
Lithium niobate (LN) ayaa muddo dheer loo aqoonsaday inay tahay agab muhiim u ah codsiyada photonic. Si kastaba ha ahaatee, kaliya iyadoo la soo bandhigayo LNOI-ga khafiifka ah iyo farsamooyinka wax soo saarka ee horumarsan ayaa awooddeeda buuxda la furay. Cilmi-baarayaashu waxay si guul leh u muujiyeen hagayaasha hirarka ridge-ka ee aadka u hooseeya iyo microresonators-ka Q ee aadka u sarreeya ee ku yaal goobaha LNOI [1], taasoo calaamad u ah boodbood muhiim ah oo ku yimid photonics-ka isku dhafan.
Faa'iidooyinka Muhiimka ah ee Tiknoolajiyadda LNOI
- Lumis aragti oo aad u hooseeya(sida ugu hooseysa 0.01 dB/cm)
- Qaab-dhismeedyada nanophotonic tayo sare leh
- Taageerada hababka kala duwan ee indhaha aan tooska ahayn
- Isbeddelka isku dhafan ee elektaroonigga ah (EO)
Hababka Aragga ee Aan Toosanayn ee LNOI
Qaab-dhismeedyada nanophotonic ee waxqabadka sare leh ee lagu sameeyay goobta LNOI waxay suurtogalinayaan hirgelinta hababka indhaha ee aan tooska ahayn ee muhiimka ah iyadoo leh hufnaan cajiib ah iyo awood bamka oo yar. Hawsha la muujiyay waxaa ka mid ah:
- Jiilka Labaad ee Harmonic (SHG)
- Soo saarista Soo noqnoqoshada Wadarta (SFG)
- Soo saarista Soo noqnoqoshada Kala Duwanaanshaha (DFG)
- Beddelka Hoos-u-Celinta ee Parametric (PDC)
- Isku-darka Afar-Mowjadood (FWM)
Nidaamyo kala duwan oo iswaafajin ah ayaa la hirgeliyay si loo wanaajiyo hababkan, iyadoo la aasaasayo LNOI oo ah madal indhaha oo aan toosnayn oo aad u kala duwan.
Aaladaha Isku-dhafan ee Koronto-Ogsiyeedka lagu hagaajin karo
Tiknoolajiyadda LNOI waxay sidoo kale suurtagelisay horumarinta qalabyo badan oo sawir-qaadis firfircoon oo firfircoon oo aan firfircoonayn, sida:
- Modulator-yada indhaha ee xawaaraha sare leh
- PIC-yada badan ee dib loo habeyn karo
- Shanlooyinka soo noqnoqda ee la hagaajin karo
- Ilo Micro-optomechanical ah
Qalabkani wuxuu ka faa'iidaystaa sifooyinka EO ee gudaha ee lithium niobate si loo gaaro xakameyn sax ah oo xawaare sare leh oo calaamadaha iftiinka ah.
Adeegsiga Wax Ku Oolka ah ee LNOI Photonics
PIC-yada ku salaysan LNOI ayaa hadda la qaadanayaa tiro sii kordheysa oo ah codsiyo wax ku ool ah, oo ay ku jiraan:
- Beddelayaasha Microwave-ka ilaa indhaha
- Dareemayaasha indhaha
- Qalabka cabbiraadaha ee ku shaqeeya chip-ka
- Shanlooyinka soo noqnoqda ee indhaha
- Nidaamyada isgaarsiinta ee horumarsan
Codsiyadani waxay muujinayaan awoodda LNOI si ay ula jaanqaado waxqabadka qaybaha bulk-optic, iyagoo bixinaya xalal la miisaami karo oo tamar-hufan iyada oo loo marayo farsamaynta sawir-qaadista.
Caqabadaha Hadda Jira iyo Tilmaamaha Mustaqbalka
Iyadoo ay jirto horumar rajo leh, tiknoolajiyada LNOI waxay wajahaysaa caqabado farsamo oo dhowr ah:
a) Hoos u dhigista Lumista Indhaha oo dheeraad ah
Lumitaanka hagaha hirarka ee hadda jira (0.01 dB/cm) wali waa heer cabbirkiisu ka sarreeyo xadka nuugista walxaha. Horumarka farsamooyinka jarista ion-ka iyo nanofabrication-ka ayaa loo baahan yahay si loo yareeyo qallafsanaanta dusha sare iyo cilladaha la xiriira nuugista.
b) Xakamaynta Joomatari ee Hagaha Hawada oo La Hagaajiyay
Awoodsiinta hagaha hirarka ee hoos-700 nm iyo farqiga isku xidhka ee hoos-2 μm iyada oo aan la dhimin ku celcelinta ama kordhinta luminta faafinta ayaa muhiim u ah cufnaanta isku-dhafka oo sareysa.
c) Horumarinta Waxtarka Isku-xidhka
In kasta oo fiilooyinka la jarjaray iyo kuwa wax beddela qaabka ay gacan ka geystaan gaarista hufnaan isku-xidhnaan sare leh, dahaarka ka-hortagga milicsiga ayaa si dheeraad ah u yareyn kara milicsiga is-dhexgalka hawada-qalabka.
d) Horumarinta Qaybaha Kala-soocidda Khasaaraha Yar
Aaladaha photonic-ka ee aan xasaasiyadda ku lahayn Polarization-ka ee LNOI waa lama huraan, waxayna u baahan yihiin qaybo la jaanqaadaya waxqabadka polarizers-ka booska xorta ah.
e) Isku-darka Elektaroonikada Xakamaynta
Si wax ku ool ah isku-darka elektaroonigga xakamaynta baaxadda weyn iyada oo aan la hoos u dhigin waxqabadka indhaha waa jihada cilmi-baarista ee muhiimka ah.
f) Injineernimada Iswaafajinta iyo Kala-fidinta Marxaladda Sare
Qaabaynta domainka ee la isku halleyn karo ee xallinta micron-ka ayaa muhiim u ah indhaha aan tooska ahayn laakiin weli waa tikniyoolajiyad aan qaan gaarin oo ku taal madal LNOI.
g) Magdhawga Cilladaha Sameynta
Farsamooyinka lagu yareynayo isbeddellada marxaladda ee ay keenaan isbeddellada deegaanka ama isbeddellada wax soo saarka ayaa lagama maarmaan u ah hirgelinta dhabta ah ee adduunka.
h) Isku xidhka Multi-Chip ee hufan
Wax ka qabashada isku-xidhka hufan ee u dhexeeya jajabyada LNOI badan ayaa lagama maarmaan u ah in la cabbiro wixii ka baxsan xadka isku-dhafka hal-wafer.
Is-dhexgalka Hal-abuurka ah ee Qaybaha Firfircoon iyo kuwa Dadban
Caqabadda ugu weyn ee LNOI PICs waa is-dhexgalka monolithic-ga ee kharash-ool ah ee qaybaha firfircoon iyo kuwa aan firfircoonayn sida:
- Laysarro
- Daah-furayaasha
- Beddelayaasha hirarka aan tooska ahayn
- Modulator-yada
- Multiplexers/Demultiplexers
Istaraatiijiyadaha hadda jira waxaa ka mid ah:
a) Daweynta Ion ee LNOI:
Ku darista aayoonada firfircoon ee gobollada loo qoondeeyay waxay horseedi kartaa ilo iftiin oo ku yaal jajabka.
b) Isku-xidhka iyo Is-dhexgalka Kala Duwan:
Isku-xidhka PIC-yada LNOI ee aan firfircoonayn ee hore loo sameeyay oo leh lakabyo LNOI ah oo la dahaadhay ama laysarka III-V waxay bixisaa waddo kale.
c) Samaynta Wafer LNOI Firfircoon/Dadban:
Hab cusub ayaa ku lug leh isku xidhka waferada LN ee la dahaadhay iyo kuwa aan la furin ka hor inta aan la jarin ion-ka, taasoo keenta waferada LNOI oo leh gobollo firfircoon iyo kuwo aan firfircoonayn labadaba.
Jaantuska 1aadwaxay muujinaysaa fikradda PIC-yada firfircoon/dadban ee isku-dhafan, halkaas oo hal hab oo lithographic ah uu suurtogalinayo is-waafajin aan kala go 'lahayn iyo isku-darka labada nooc ee qaybaha.
Is-dhexgalka Sawir-qaadayaasha
Ku-darka sawir-qaadayaasha PIC-yada ku salaysan LNOI waa tallaabo kale oo muhiim ah oo loo qaadayo nidaamyada si buuxda u shaqeeya. Laba hab oo aasaasi ah ayaa la baarayaa:
a) Is-dhexgal Kala Duwan:
Qaab-dhismeedka nanoconductor-ka waxaa si ku-meel-gaar ah loogu xidhi karaa hagaha hirarka LNOI. Si kastaba ha ahaatee, horumar ayaa weli loo baahan yahay si loo ogaado hufnaanta iyo ballaarinta.
b) Beddelka Mowjadaha aan Toosanayn:
Sifooyinka aan tooska ahayn ee LN waxay u oggolaanayaan beddelka soo noqnoqda ee hagaha hirarka, taasoo suurtogal ka dhigaysa isticmaalka sawir-qaadayaasha silicon-ka caadiga ah iyadoon loo eegin hirarka shaqeynaya.
Gunaanad
Horumarka degdegga ah ee tignoolajiyada LNOI waxay warshadaha u soo dhawaynaysaa madal PIC oo caalami ah oo awood u leh inay u adeegto codsiyo kala duwan. Iyadoo wax ka qabanaysa caqabadaha jira iyo in la sii wado hal-abuurka ku saabsan isdhexgalka monolithic iyo detector, PIC-yada ku salaysan LNOI waxay leeyihiin awood ay ku kacaan goobaha sida isgaarsiinta, macluumaadka quantum, iyo dareenka.
LNOI waxay ballan qaadaysaa inay fuliso aragtida muddada dheer ee PIC-yada la miisaami karo, iyadoo la jaanqaadaysa guusha iyo saameynta EIC-yada. Dadaallada cilmi-baarista iyo horumarinta ee socda - sida kuwa ka socda Nanjing Photonics Process Platform iyo XiaoyaoTech Design Platform - waxay muhiim u noqon doonaan qaabeynta mustaqbalka photonics-ka isku dhafan iyo furitaanka fursado cusub oo ku baahsan qaybaha tiknoolajiyada.
Waqtiga boostada: Luulyo-18-2025