اعلی مربوط پتلی فلم لتیم نائوبیٹ الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر

اعلی لکیریٹیالیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹراور مائکروویو فوٹون ایپلی کیشن
مواصلاتی نظام کی بڑھتی ہوئی ضروریات کے ساتھ، سگنلز کی ترسیل کی کارکردگی کو مزید بہتر بنانے کے لیے، لوگ تکمیلی فوائد حاصل کرنے کے لیے فوٹان اور الیکٹران کو فیوز کریں گے، اور مائیکرو ویو فوٹوونکس پیدا ہوں گے۔ الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیٹر بجلی کی روشنی میں تبدیلی کے لیے درکار ہے۔مائکروویو فوٹوونک نظام، اور یہ کلیدی مرحلہ عام طور پر پورے نظام کی کارکردگی کا تعین کرتا ہے۔ چونکہ ریڈیو فریکوئنسی سگنل کو آپٹیکل ڈومین میں تبدیل کرنا ایک اینالاگ سگنل کا عمل ہے، اور عامالیکٹرو آپٹیکل ماڈیولرموروثی غیر خطوطی ہے، تبادلوں کے عمل میں سگنل کی سنگین تحریف ہے۔ لگ بھگ لکیری ماڈیولیشن حاصل کرنے کے لیے، ماڈیولیٹر کا آپریٹنگ پوائنٹ عام طور پر آرتھوگونل بائیس پوائنٹ پر طے ہوتا ہے، لیکن یہ پھر بھی ماڈیولیٹر کی لکیری کے لیے مائکروویو فوٹوون لنک کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔ اعلی لکیریٹی والے الیکٹرو آپٹک ماڈیولٹرز کی فوری ضرورت ہے۔

سلیکون مواد کی تیز رفتار ریفریکٹیو انڈیکس ماڈیولیشن عام طور پر فری کیریئر پلازما ڈسپریشن (FCD) اثر سے حاصل کی جاتی ہے۔ FCD اثر اور PN جنکشن ماڈیولیشن دونوں نان لائنر ہیں، جو سلیکون ماڈیولر کو لیتھیم نائوبیٹ ماڈیولیٹر سے کم لکیری بناتا ہے۔ لتیم نیوبیٹ مواد بہترین نمائش کرتے ہیں۔الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیشنان کے Pucker اثر کی وجہ سے خصوصیات. ایک ہی وقت میں، لتیم نیبیٹ مواد میں بڑی بینڈوتھ، اچھی ماڈیولیشن کی خصوصیات، کم نقصان، آسان انضمام اور سیمی کنڈکٹر کے عمل کے ساتھ مطابقت، سلکان کے مقابلے میں اعلی کارکردگی والے الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولر بنانے کے لیے پتلی فلم لتیم نیبیٹ کا استعمال، کے فوائد ہیں۔ تقریبا کوئی "مختصر پلیٹ"، لیکن یہ بھی اعلی خطوط حاصل کرنے کے لئے. انسولیٹر پر پتلی فلم لیتھیم نیوبیٹ (LNOI) الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر ترقی کی ایک امید افزا سمت بن گئی ہے۔ پتلی فلم لیتھیم نیبیٹ میٹریل کی تیاری کی ٹیکنالوجی اور ویو گائیڈ اینچنگ ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، پتلی فلم لیتھیم نیبیٹ الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر کی اعلیٰ تبادلوں کی کارکردگی اور اعلیٰ انضمام بین الاقوامی اکیڈمیا اور صنعت کا میدان بن گیا ہے۔

پتلی فلم لتیم نیبیٹ کی خصوصیات
ریاستہائے متحدہ میں ڈی اے پی اے آر کی منصوبہ بندی نے لیتھیم نائوبیٹ مواد کی درج ذیل تشخیص کی ہے: اگر الیکٹرانک انقلاب کے مرکز کا نام سلیکون مواد کے نام پر رکھا گیا ہے جو اسے ممکن بناتا ہے، تو امکان ہے کہ فوٹوونکس انقلاب کی جائے پیدائش کا نام لیتھیم نائوبیٹ کے نام پر رکھا جائے گا۔ . اس کی وجہ یہ ہے کہ لیتھیم نیبیٹ الیکٹرو آپٹیکل اثر، ایکوسٹو آپٹیکل اثر، پیزو الیکٹرک اثر، تھرمو الیکٹرک اثر اور فوٹو ریفریکٹیو اثر کو ایک میں ضم کرتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے آپٹکس کے شعبے میں سلیکون مواد۔

آپٹیکل ٹرانسمیشن کی خصوصیات کے لحاظ سے، InP مواد میں عام طور پر استعمال ہونے والے 1550nm بینڈ میں روشنی کو جذب کرنے کی وجہ سے سب سے زیادہ آن چپ ٹرانسمیشن نقصان ہوتا ہے۔ SiO2 اور سلکان نائٹرائڈ میں ٹرانسمیشن کی بہترین خصوصیات ہیں، اور نقصان ~ 0.01dB/cm کی سطح تک پہنچ سکتا ہے۔ فی الحال، پتلی فلم لیتھیم نیبیٹ ویو گائیڈ کا نقصان 0.03dB/cm کی سطح تک پہنچ سکتا ہے، اور پتلی فلم لتیم نیبیٹ ویو گائیڈ کے نقصان میں تکنیکی سطح کی مسلسل بہتری کے ساتھ مزید کم ہونے کی صلاحیت ہے۔ مستقبل لہذا، پتلی فلم لتیم نیبیٹ مواد غیر فعال روشنی کے ڈھانچے جیسے فوٹو سنتھیٹک پاتھ، شنٹ اور مائکرونگ کے لیے اچھی کارکردگی دکھائے گا۔

روشنی کی پیداوار کے لحاظ سے، صرف InP ہی روشنی کو براہ راست خارج کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ لہٰذا، مائیکرو ویو فوٹون کے اطلاق کے لیے، یہ ضروری ہے کہ LNOI پر مبنی فوٹوونک انٹیگریٹڈ چپ پر InP کی بنیاد پر روشنی کا منبع متعارف کرایا جائے تاکہ بیک لوڈنگ ویلڈنگ یا اپیٹیکسیل گروتھ ہو۔ لائٹ ماڈیولیشن کے معاملے میں، اوپر اس بات پر زور دیا گیا ہے کہ پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ میٹریل بڑی ماڈیولیشن بینڈوتھ، کم ہاف ویو وولٹیج اور InP اور Si کے مقابلے میں کم ٹرانسمیشن نقصان کو حاصل کرنا آسان ہے۔ مزید برآں، تمام مائیکرو ویو فوٹوون ایپلی کیشنز کے لیے پتلی فلم لیتھیم نیبیٹ مواد کی الیکٹرو آپٹیکل ماڈیولیشن کی اعلی لکیریٹی ضروری ہے۔

آپٹیکل روٹنگ کے لحاظ سے، پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ مواد کا تیز رفتار الیکٹرو آپٹیکل ردعمل LNOI پر مبنی آپٹیکل سوئچ کو تیز رفتار آپٹیکل روٹنگ سوئچنگ کے قابل بناتا ہے، اور اس طرح کی تیز رفتار سوئچنگ کی بجلی کی کھپت بھی بہت کم ہے۔ انٹیگریٹڈ مائیکرو ویو فوٹون ٹیکنالوجی کے عام استعمال کے لیے، آپٹیکل کنٹرولڈ بیمفارمنگ چپ میں تیز رفتار بیم اسکیننگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے تیز رفتار سوئچنگ کی صلاحیت ہوتی ہے، اور انتہائی کم بجلی کی کھپت کی خصوصیات بڑے پیمانے کی سخت ضروریات کے مطابق ہوتی ہیں۔ - پیمانے پر مرحلہ وار صف کا نظام۔ اگرچہ InP پر مبنی آپٹیکل سوئچ تیز رفتار آپٹیکل پاتھ سوئچنگ کو بھی محسوس کر سکتا ہے، لیکن یہ بڑے شور کو متعارف کرائے گا، خاص طور پر جب کثیر سطحی آپٹیکل سوئچ کاسکیڈ ہو جائے گا، شور کی گتانک شدید طور پر خراب ہو جائے گی۔ سلیکون، SiO2 اور سلکان نائٹرائڈ مواد صرف تھرمو آپٹیکل اثر یا کیریئر ڈسپریشن اثر کے ذریعے آپٹیکل راستوں کو تبدیل کر سکتے ہیں، جس میں زیادہ بجلی کی کھپت اور سست سوئچنگ کی رفتار کے نقصانات ہیں۔ جب مرحلہ وار سرنی کا سائز بڑا ہوتا ہے، تو یہ بجلی کی کھپت کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔

آپٹیکل ایمپلیفیکیشن کے لحاظ سے،سیمی کنڈکٹر آپٹیکل یمپلیفائر (SOA) InP پر مبنی تجارتی استعمال کے لیے پختہ ہو چکا ہے، لیکن اس میں زیادہ شور کے گتانک اور کم سنترپتی آؤٹ پٹ پاور کے نقصانات ہیں، جو مائیکرو ویو فوٹونز کے اطلاق کے لیے موزوں نہیں ہے۔ متواتر ایکٹیویشن اور انورسیشن پر مبنی پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ ویو گائیڈ کا پیرامیٹرک ایمپلیفیکیشن عمل کم شور اور زیادہ طاقت آن چپ آپٹیکل ایمپلیفیکیشن حاصل کر سکتا ہے، جو آن چپ آپٹیکل ایمپلیفیکیشن کے لیے مربوط مائیکروویو فوٹوون ٹیکنالوجی کی ضروریات کو بخوبی پورا کر سکتا ہے۔

روشنی کا پتہ لگانے کے معاملے میں، پتلی فلم لتیم نیوبیٹ 1550 nm بینڈ میں روشنی میں اچھی ترسیل کی خصوصیات رکھتی ہے۔ فوٹو الیکٹرک تبادلوں کے فنکشن کو محسوس نہیں کیا جاسکتا، لہذا مائکروویو فوٹوون ایپلی کیشنز کے لیے، چپ پر فوٹو الیکٹرک کنورژن کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے۔ InGaAs یا Ge-Si کا پتہ لگانے والے یونٹوں کو LNOI پر مبنی فوٹوونک انٹیگریٹڈ چپس پر بیک لوڈنگ ویلڈنگ یا ایپیٹیکسیل گروتھ کے ذریعے متعارف کروانے کی ضرورت ہے۔ آپٹیکل فائبر کے ساتھ جوڑنے کے معاملے میں، کیونکہ آپٹیکل فائبر خود SiO2 مواد ہے، SiO2 ویو گائیڈ کے موڈ فیلڈ میں آپٹیکل فائبر کے موڈ فیلڈ کے ساتھ سب سے زیادہ مماثلت کی ڈگری ہے، اور کپلنگ سب سے زیادہ آسان ہے۔ پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ کی سختی سے محدود ویو گائیڈ کا موڈ فیلڈ قطر تقریباً 1μm ہے، جو آپٹیکل فائبر کے موڈ فیلڈ سے بالکل مختلف ہے، لہذا آپٹیکل فائبر کے موڈ فیلڈ سے ملنے کے لیے مناسب موڈ اسپاٹ ٹرانسفارمیشن کو انجام دیا جانا چاہیے۔

انضمام کے لحاظ سے، آیا مختلف مواد میں انضمام کی اعلی صلاحیت ہے اس کا انحصار بنیادی طور پر ویو گائیڈ کے موڑنے والے رداس پر ہوتا ہے (ویو گائیڈ موڈ فیلڈ کی محدودیت سے متاثر)۔ سختی سے محدود ویو گائیڈ چھوٹے موڑنے والے رداس کی اجازت دیتا ہے، جو اعلی انضمام کے احساس کے لیے زیادہ سازگار ہے۔ لہذا، پتلی فلم لتیم نیبیٹ ویوگائڈز میں اعلی انضمام حاصل کرنے کی صلاحیت ہے. لہذا، پتلی فلم لتیم نیبیٹ کی ظاہری شکل یہ ممکن بناتی ہے کہ لتیم نیبیٹ مواد واقعی آپٹیکل "سلیکون" کا کردار ادا کرے۔ مائیکرو ویو فوٹون کے استعمال کے لیے، پتلی فلم لیتھیم نیبیٹ کے فوائد زیادہ واضح ہیں۔