پتلی فلم لتیم نیوبیٹ الیکٹرو آپٹک ماڈیولر کی ساخت اور کارکردگی کا تعارف

کی ساخت اور کارکردگی کا تعارفپتلی فلم لتیم نیوبیٹ الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹر
An الیکٹرو آپٹک ماڈیولیٹرپتلی فلم لیتھیم نیوبیٹ کے مختلف ڈھانچے، طول موج، اور پلیٹ فارمز پر مبنی، اور مختلف اقسام کی کارکردگی کا جامع موازنہEOM ماڈیولرزکے ساتھ ساتھ تحقیق اور اطلاق کا تجزیہپتلی فلم لتیم نیوبیٹ ماڈیولیٹردوسرے شعبوں میں.

1. غیر گونج دار گہا پتلی فلم لتیم نیوبیٹ ماڈیولیٹر
اس قسم کا ماڈیولیٹر لیتھیم نائوبیٹ کرسٹل کے بہترین الیکٹرو آپٹک اثر پر مبنی ہے اور تیز رفتار اور لمبی دوری کے آپٹیکل کمیونیکیشن کے حصول کے لیے ایک کلیدی آلہ ہے۔ تین اہم ڈھانچے ہیں:
1.1ٹریولنگ ویو الیکٹروڈ MZI ماڈیولیٹر: یہ سب سے عام ڈیزائن ہے۔ ہارورڈ یونیورسٹی کے Lon č ar ریسرچ گروپ نے سب سے پہلے 2018 میں ایک اعلی کارکردگی والا ورژن حاصل کیا، جس میں بعد میں کوارٹز سبسٹریٹس پر مبنی کیپسیٹو لوڈنگ (اعلی بینڈوتھ لیکن سلکان کی بنیاد پر مطابقت نہیں رکھتی) اور سلکان پر مبنی ہم آہنگ سبسٹریٹ ہولونگ، ہائی بینڈ 7 (جی ایچ بینڈ وڈتھ) پر مبنی کیپسیٹو لوڈنگ شامل ہیں۔ سگنل (جیسے 112 Gbit/s PAM4) ٹرانسمیشن۔
1.2 فولڈنگ MZI ماڈیولیٹر: ڈیوائس کے سائز کو چھوٹا کرنے اور QSFP-DD جیسے کمپیکٹ ماڈیولز کے مطابق ڈھالنے کے لیے، پولرائزیشن ٹریٹمنٹ، کراس ویو گائیڈ یا الٹی مائیکرو اسٹرکچر الیکٹروڈز کا استعمال ڈیوائس کی لمبائی کو نصف تک کم کرنے اور 60 GHz کی بینڈوتھ حاصل کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔
1.3سنگل/دوہری پولرائزیشن کوہرنٹ آرتھوگونل (IQ) ماڈیولیٹر: ٹرانسمیشن کی شرح کو بڑھانے کے لیے ہائی آرڈر ماڈیولیشن فارمیٹ استعمال کرتا ہے۔ سن یات سین یونیورسٹی کے Cai ریسرچ گروپ نے 2020 میں پہلا آن-چپ سنگل پولرائزیشن IQ ماڈیولیٹر حاصل کیا۔ مستقبل میں تیار کردہ دوہری پولرائزیشن IQ ماڈیولیٹر کی کارکردگی بہتر ہے، اور کوارٹز سبسٹریٹ پر مبنی ورژن نے 1.96 Tbit/s کا واحد طول موج کی ترسیل کی شرح کا ریکارڈ قائم کیا ہے۔

2. گونجنے والی گہا کی قسم پتلی فلم لتیم نیوبیٹ ماڈیولیٹر
الٹرا چھوٹے اور بڑے بینڈوڈتھ ماڈیولٹرز کو حاصل کرنے کے لیے، مختلف گونج والے گہا کے ڈھانچے دستیاب ہیں:
2.1 فوٹوونک کرسٹل (PC) اور مائیکرو رِنگ ماڈیولیٹر: یونیورسٹی آف روچیسٹر میں لن کے ریسرچ گروپ نے پہلا اعلیٰ کارکردگی والا فوٹوونک کرسٹل ماڈیولیٹر تیار کیا ہے۔ اس کے علاوہ، سلیکون لیتھیم نائوبیٹ ہیٹروجنیئس انٹیگریشن اور یکساں انضمام پر مبنی مائیکرو رِنگ ماڈیولٹرز بھی تجویز کیے گئے ہیں، جو کئی گیگا ہرٹز کی بینڈوتھ حاصل کرتے ہیں۔
2.2Bragg grating resonant cavity modulator: بشمول Fabry Perot (FP) cavity، waveguide Bragg grating (WBG)، اور سست روشنی (SL) ماڈیولیٹر۔ یہ ڈھانچے سائز، عمل کی رواداری، اور کارکردگی کو متوازن کرنے کے لیے ڈیزائن کیے گئے ہیں، مثال کے طور پر، ایک 2 × 2 FP ریزوننٹ کیویٹی ماڈیولیٹر 110 GHz سے زیادہ الٹرا بڑی بینڈوتھ حاصل کرتا ہے۔ کپلڈ بریگ گریٹنگ پر مبنی سست لائٹ ماڈیولیٹر ورکنگ بینڈوڈتھ کی حد کو بڑھاتا ہے۔

3. متضاد مربوط پتلی فلم لتیم نیبیٹ ماڈیولر
سلکان پر مبنی پلیٹ فارمز پر لیتھیم نیوبیٹ کی بہترین ماڈیولیشن کارکردگی کے ساتھ CMOS ٹیکنالوجی کی مطابقت کو یکجا کرنے کے لیے تین اہم انضمام کے طریقے ہیں:
3.1 بانڈ کی قسم کا متضاد انضمام: بینزو سائکلوبوٹینی (BCB) یا سلکان ڈائی آکسائیڈ کے ساتھ براہ راست بانڈ کرنے سے، پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ کو سلکان یا سلکان نائٹرائڈ پلیٹ فارم پر منتقل کیا جاتا ہے، جس سے ویفر لیول، اعلی درجہ حرارت مستحکم انضمام حاصل ہوتا ہے۔ ماڈیولیٹر ہائی بینڈوڈتھ (> 70 GHz، یہاں تک کہ 110 GHz سے بھی زیادہ) اور تیز رفتار سگنل ٹرانسمیشن کی صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔
3.2 ڈیپوزیشن ویو گائیڈ مواد متضاد انضمام: سلکان یا سلکان نائٹرائڈ کو پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ پر لوڈ ویو گائیڈ کے طور پر جمع کرنے سے بھی موثر الیکٹرو آپٹک ماڈیولیشن حاصل ہوتی ہے۔
3.3 مائیکرو ٹرانسفر پرنٹنگ (μTP) متفاوت انضمام: یہ ایک ایسی ٹیکنالوجی ہے جس کے بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے استعمال کیے جانے کی توقع ہے، جو پیچیدہ پوسٹ پروسیسنگ سے گریز کرتے ہوئے، اعلیٰ درستگی والے آلات کے ذریعے چپس کو نشانہ بنانے کے لیے پہلے سے تیار شدہ فنکشنل آلات کو منتقل کرتی ہے۔ دسیوں گیگا ہرٹز کی بینڈوتھ کو حاصل کرتے ہوئے اسے سلکان نائٹرائڈ اور سلکان پر مبنی پلیٹ فارمز پر کامیابی سے لاگو کیا گیا ہے۔

خلاصہ یہ ہے کہ یہ مضمون منظم طریقے سے پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ پلیٹ فارمز پر مبنی الیکٹرو آپٹک ماڈیولٹرز کے تکنیکی روڈ میپ کا خاکہ پیش کرتا ہے، جس میں اعلیٰ کارکردگی اور بڑے بینڈوتھ کے غیر گونج والے گہا کے ڈھانچے کو تلاش کرنا، چھوٹے گونج والے گہا کے ڈھانچے کو تلاش کرنا، اور پختہ فوٹو بیس پلیٹ فارم کے ساتھ انضمام کرنا شامل ہے۔ یہ روایتی ماڈیولٹرز کی کارکردگی کی رکاوٹ کو توڑنے اور تیز رفتار آپٹیکل کمیونیکیشن کے حصول میں پتلی فلم لیتھیم نائوبیٹ ماڈیولٹرز کی بہت زیادہ صلاحیت اور مسلسل پیشرفت کو ظاہر کرتا ہے۔