ٿلهي فلم ليتيم ٽينٽيليٽ (LTOI) مواد مربوط آپٽڪس فيلڊ ۾ هڪ اهم نئين قوت طور اڀري رهيو آهي. هن سال، LTOI ماڊلٽرز تي ڪيترائي اعليٰ سطحي ڪم شايع ڪيا ويا آهن، جن ۾ شنگھائي انسٽيٽيوٽ آف مائيڪرو سسٽم ۽ انفارميشن ٽيڪنالاجي جي پروفيسر زين اوو پاران مهيا ڪيل اعليٰ معيار جي LTOI ويفرز، ۽ EPFL ۾ پروفيسر ڪيپنبرگ جي گروپ پاران تيار ڪيل اعليٰ معيار جي موج گائيڊ ايچنگ پروسيسز شامل آهن. ، سئيٽرزلينڊ. انهن جي گڏيل ڪوششن کي شاندار نتيجا ڏيکاريا آهن. اضافي طور تي، Zhejiang يونيورسٽي مان تحقيقاتي ٽيمن جي اڳواڻي ۾ پروفيسر ليو ليو ۽ هارورڊ يونيورسٽي جي اڳواڻي پروفيسر لونڪر جي اڳواڻي ۾ پڻ تيز رفتار، اعلي استحڪام LTOI ماڊلٽرز تي ٻڌايو آهي.
پتلي فلم ليتيم نيوبٽ (LNOI) جي ويجهو مائٽن جي طور تي، LTOI تيز رفتار ماڊل کي برقرار رکي ٿو ۽ ليتيم نيبٽ جي گهٽ-نقصان خاصيتن کي برقرار رکي ٿو، جڏهن ته فائدن کي پڻ پيش ڪري ٿو جهڙوڪ گهٽ قيمت، گهٽ بيئر فرنگينس، ۽ گهٽ فوٽو گرافي اثرات. ٻن مواد جي مکيه خاصيتن جو هڪ مقابلو هيٺ پيش ڪيو ويو آهي.
◆ Lithium Tantalate (LTOI) ۽ Lithium Niobate (LNOI) جي وچ ۾ هڪجهڙائي
①ريفرڪٽري انڊيڪس:2.12 بمقابلہ 2.21
ان جو مطلب اهو آهي ته سنگل موڊ موج گائيڊ جي طول و عرض، موڙيندڙ ريڊيس، ۽ عام غير فعال ڊيوائس سائيز ٻنهي مواد جي بنياد تي تمام گهڻيون آهن، ۽ انهن جي فائبر ملائڻ جي ڪارڪردگي پڻ نسبتا آهي. سٺي موج گائيڊ ايچنگ سان، ٻئي مواد حاصل ڪري سگهن ٿا داخل ٿيڻ جو نقصان<0.1 dB/cm. EPFL 5.6 dB/m جي موج گائيڊ نقصان جي رپورٽ ڪري ٿو.
②اليڪٽرو آپٽڪ ڪوفيشيٽ:30.5 pm/V بمقابله 30.9 pm/V
ماڊل جي ڪارڪردگي ٻنهي موادن لاءِ موازن آهي، ماڊل جي بنياد تي Pockels اثر جي بنياد تي، اعلي بينڊوڊٿ جي اجازت ڏئي ٿي. في الحال، LTOI ماڊلٽرز 400G في لين ڪارڪردگي حاصل ڪرڻ جي قابل آھن، ھڪڙو بينڊوڊٿ 110 GHz کان وڌيڪ آھي.
③بينڊ گيپ:3.93 eV بمقابلہ 3.78 eV
ٻنهي موادن ۾ هڪ وسيع شفاف ونڊو آهي، ايپليڪيشنن کي سپورٽ ڪري ٿي جيڪا ڏسڻ کان وٺي انفراريڊ موج جي ڊيگهه تائين، ڪميونيڪيشن بينڊن ۾ جذب نه ٿيندي.
④سيڪنڊ-آرڊر نان لائنر ڪوفيشيٽ (d33):21pm/V بمقابله 27pm/V
جيڪڏهن غير لائنر ايپليڪيشنن لاءِ استعمال ڪيو وڃي جيئن سيڪنڊ هارمونڪ نسل (SHG)، فرق فريڪوئنسي جنريشن (DFG)، يا sum-frequency Generation (SFG)، ٻن مواد جي تبادلي جي ڪارڪردگي ڪافي هڪجهڙائي هجڻ گهرجي.
◆ LTOI بمقابلہ LNOI جي قيمت جو فائدو
①گھٽ ويفر تيار ڪرڻ جي قيمت
LNOI کي پرت جي علحدگيءَ لاءِ He ion implantation جي ضرورت آھي، جنھن ۾ گھٽ آئنائيزيشن ڪارڪردگي آھي. ان جي ابتڙ، LTOI استعمال ڪري ٿو H ion امپلانٽيشن کي علحدگيءَ لاءِ، SOI سان ملندڙ جلندڙ، ڊيلامينيشن ڪارڪردگيءَ سان LNOI کان 10 ڀيرا وڌيڪ. ان جي نتيجي ۾ 6 انچ ويفرز جي قيمت ۾ اهم فرق: $300 بمقابله $2000، هڪ 85٪ قيمت ۾ گهٽتائي.
②اهو اڳ ۾ ئي وڏي پيماني تي استعمال ڪيو ويو آهي صارف اليڪٽرانڪس مارڪيٽ ۾ صوتياتي فلٽرن لاءِ(750,000 يونٽ هر سال، سامسنگ، ايپل، سوني، وغيره طرفان استعمال ٿيل).
◆ LTOI بمقابلہ LNOI جي ڪارڪردگي جا فائدا
①گھٽ مواد جي خرابين، ڪمزور فوٽو ريفريڪٽ اثر، وڌيڪ استحڪام
شروعاتي طور تي، LNOI ماڊلٽر اڪثر ڪري تعصب واري نقطي جي وهڪري جي نمائش ڪندا آهن، بنيادي طور تي چارج جمع ڪرڻ جي سبب، موج گائيڊ انٽرفيس ۾ خرابين جي سبب. جيڪڏهن علاج نه ڪيو ويو، اهي ڊوائيس هڪ ڏينهن تائين وٺي سگهن ٿيون مستحڪم ٿيڻ لاء. بهرحال، هن مسئلي کي حل ڪرڻ لاء مختلف طريقا ٺاهيا ويا، جهڙوڪ ميٽل آڪسائيڊ ڪلڊنگ، سبسٽٽ پولرائزيشن، ۽ اينيلنگ استعمال ڪندي، هن مسئلي کي وڏي حد تائين منظم ڪيو وڃي ٿو.
ان جي ابتڙ، LTOI ۾ گهٽ مادي خرابيون آهن، جن جي ڪري خاص طور تي گهٽجڻ واري رجحان کي گهٽايو ويو آهي. جيتوڻيڪ اضافي پروسيسنگ کان سواء، ان جي آپريٽنگ پوائنٽ نسبتا مستحڪم رهي ٿي. ساڳئي نتيجن جي رپورٽ ڪئي وئي آهي EPFL، هارورڊ، ۽ جيانگ يونيورسٽي. جڏهن ته، مقابلو اڪثر ڪري غير علاج ٿيل LNOI ماڊلٽر استعمال ڪري ٿو، جيڪو شايد مڪمل طور تي منصفانه نه هجي؛ پروسيسنگ سان، ٻنهي مواد جي ڪارڪردگي جو امڪان ساڳيو آهي. بنيادي فرق LTOI ۾ آهي جنهن کي گهٽ اضافي پروسيسنگ مرحلن جي ضرورت آهي.
②لوئر بيئرفريجنس: 0.004 بمقابلہ 0.07
Lithium niobate (LNOI) جي اعلي birefringence ڪڏهن ڪڏهن مشڪل ٿي سگهي ٿو، خاص طور تي جيئن waveguide موڙ موڊ ڪوپلنگ ۽ موڊ هائبرڊائيزيشن جو سبب بڻجي سگهي ٿو. پتلي LNOI ۾، موج گائيڊ ۾ هڪ موڙ جزوي طور تي TE روشني کي TM لائٽ ۾ تبديل ڪري سگهي ٿو، ڪجهه غير فعال ڊوائيسز جي ٺاھڻ کي پيچيده ڪري ٿو، جهڙوڪ فلٽر.
LTOI سان، هيٺين birefringence هن مسئلي کي ختم ڪري ٿي، ممڪن طور تي اعلي ڪارڪردگي غير فعال ڊوائيسز کي ترقي ڪرڻ آسان بڻائي ٿي. EPFL پڻ قابل ذڪر نتيجن جي رپورٽ ڪئي آهي، LTOI جي گھٽ بيئرفرنگنس ۽ موڊ-ڪراسنگ جي غير موجودگي کي الٽرا وائڊ اسپيڪٽرم اليڪٽررو-آپٽڪ فريکوئنسي ڪمب جنريشن حاصل ڪرڻ لاءِ وسيع اسپيڪٽرل رينج ۾ فليٽ ڊسڪشن ڪنٽرول سان. انهي جي نتيجي ۾ هڪ شاندار 450 nm ڪمب بينڊوڊٿ 2000 کان وڌيڪ ڪمب لائينز سان گڏ، ليتيم نائوبيٽ سان حاصل ڪري سگهجي ٿو ان کان ڪيترائي ڀيرا وڏو. Kerr آپٽيڪل فریکوئنسي ڪومبس جي مقابلي ۾، اليڪٽررو آپٽڪ ڪمبس پيش ڪن ٿا حد کان پاڪ ۽ وڌيڪ مستحڪم هجڻ جو فائدو، جيتوڻيڪ انهن کي اعليٰ طاقت واري مائڪرو ويڪرو ان پٽ جي ضرورت هوندي آهي.
③اعلي آپٽيڪل نقصان جي حد
LTOI جي نظرياتي نقصان جي حد LNOI جي ڀيٽ ۾ ٻه ڀيرا آهي، غير لائنر ايپليڪيشنن ۾ هڪ فائدو پيش ڪري ٿو (۽ امڪاني طور تي مستقبل ۾ Coherent Perfect Absorption (CPO) ايپليڪيشنون). موجوده آپٽيڪل ماڊل پاور ليول ليتيم نيبٽ کي نقصان پهچائڻ ممڪن ناهي.
④گھٽ رامن جو اثر
اهو پڻ غير لائنر ايپليڪيشنن سان لاڳاپيل آهي. Lithium niobate ۾ هڪ مضبوط رامن اثر آهي، جيڪو ڪيرر آپٽيڪل فريڪوئنسي ڪمب ايپليڪيشنن ۾ ناپسنديده رامان لائيٽ پيدا ڪري سگهي ٿو ۽ مقابلو حاصل ڪري سگهي ٿو، ايڪس ڪٽ ليٿيم نيوبٽ آپٽيڪل فريکوئنسي ڪمب کي سولٽن اسٽيٽ تائين پهچڻ کان روڪي ٿو. LTOI سان، رامان اثر کي دٻائي سگھجي ٿو کرسٽل اورينٽيشن ڊيزائن ذريعي، ايڪس-ڪٽ LTOI کي سولٽن آپٽيڪل فریکوئنسي ڪمب نسل حاصل ڪرڻ جي اجازت ڏئي ٿي. هي تيز رفتار ماڊلٽرز سان سولٽون آپٽيڪل فريڪوئنسي ڪمبس جي monolithic انضمام کي قابل بڻائي ٿو، هڪ ڪارڪردگي جيڪو LNOI سان حاصل نه ٿو ڪري سگهجي.
◆ Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI) جو ذڪر اڳ ۾ ڇو نه ڪيو ويو؟
Lithium tantalate Lithium niobate (610°C بمقابلہ 1157°C) کان گھٽ Curie گرمي پد آھي. هيٽرو انٽيگريشن ٽيڪنالاجي (XOI) جي ترقي کان اڳ، ليتيم نائوبيٽ ماڊلٽر ٽائيٽيم ڊفيوژن استعمال ڪندي ٺاهيا ويا، جن کي 1000 ° C تي اينيلنگ جي ضرورت آهي، LTOI کي غير مناسب بڻائي ٿي. بهرحال، اڄ جي تبديليءَ سان انسوليٽر سبسٽراٽس ۽ موج گائيڊ ايچنگ کي استعمال ڪرڻ جي طرف موڊيوليٽر ٺهڻ لاءِ، هڪ 610 °C Curie گرمي پد ڪافي کان وڌيڪ آهي.
◆ ڇا Thin-Film Lithium Tantalate (LTOI) ٿن-فلم Lithium Niobate (TFLN) کي تبديل ڪندو؟
موجوده تحقيق جي بنياد تي، LTOI غير فعال ڪارڪردگي، استحڪام، ۽ وڏي پيماني تي پيداوار جي قيمت ۾ فائدا پيش ڪري ٿو، بغير واضح خرابين سان. جڏهن ته، LTOI ماڊل جي ڪارڪردگي ۾ ليتيم niobate کان وڌيڪ نه آهي، ۽ LNOI سان استحڪام جا مسئلا معلوم حل آهن. ڪميونيڪيشن ڊي آر ماڊلز لاءِ، غير فعال اجزاء لاءِ گهٽ ۾ گهٽ گهربل آهي (۽ ضرورت هجي ته سلکان نائٽرائڊ استعمال ڪري سگهجي). اضافي طور تي، ويفر-سطح ايچنگ جي عملن کي ٻيهر قائم ڪرڻ لاءِ نئين سيڙپڪاري جي ضرورت آهي، هيٽرو انٽيگريشن ٽيڪنڪ، ۽ قابل اعتماد جاچ (ليٿيم نائوبيٽ ايچنگ سان مشڪل موج گائيڊ نه هئي پر اعلي پيداوار واري ويفر-سطح ايچنگ حاصل ڪرڻ). تنهن ڪري، ليتيم niobate جي قائم ڪيل پوزيشن سان مقابلو ڪرڻ لاء، LTOI شايد وڌيڪ فائدن کي ختم ڪرڻ جي ضرورت پوندي. اڪيڊمي طور، جيتوڻيڪ، LTOI پيش ڪري ٿو اهم تحقيقي صلاحيت ضم ٿيل آن-چپ سسٽم لاءِ، جهڙوڪ آڪٽو-اسپننگ اليڪٽررو-آپٽڪ ڪمبس، پي پي ايل ٽي، سولٽن ۽ AWG واهوليت ڊويزن ڊوائيسز، ۽ سري ماڊلٽر.
پوسٽ جو وقت: نومبر-08-2024