Kupu Whakataki
I whakaaweahia e te angitu o nga hikohiko hikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohikohiko (PICs) kua tipu mai i te wa i timata ai ia i te tau 1969. Engari, kaore i rite ki nga EICs, ko te whakawhanaketanga o te papaahi ao katoa e kaha ana ki te tautoko i nga tono whakaahua rereke ka noho tonu hei wero nui. Ka torotoro tenei tuhinga i te hangarau hou o te Lithium Niobate on Insulator (LNOI), kua tere nei hei otinga pai mo nga reanga PIC.
Te Whakatikanga o te Hangarau LNOI
Ko te Lithium niobate (LN) kua roa kua mohiotia hei taonga matua mo nga tono whakaahua. Heoi, na te taenga mai o te LNOI kiriata angiangi me nga tikanga hanga matatau kua wetekina tona kaha katoa. Kua angitu te whakaatu a nga kairangahau i nga kaiarahi ngaru hiwi ultra-iti-mate me nga microresonators ultra-high-Q i runga i nga papaaho LNOI [1], e tohu ana i te pekenga nui i roto i nga whakaahua whakauru.
Nga Painga Matua o te Hangarau LNOI
- Te mate whatu iti-iti(tae noa ki te 0.01 dB/cm)
- Nga hanganga nanophotonic-kounga teitei
- Tautoko mo nga momo tukanga whatu kore-raina
- Ko te whakauru hiko-optic (EO) tunability
Nga Tukatuka Arotika Korerangi i runga i te LNOI
Ko nga hanganga nanophotonic tino mahi i hangaia i runga i te papaaho LNOI e taea ai te whakatinana i nga tikanga whatu kore raina matua me te tino pai me te iti o te mana papu. Ko nga tukanga kua whakaatuhia ko:
- Whakatupuranga Harmonic Tuarua (SHG)
- Whakatupu Auautanga Tapeke (SFG)
- Rerekētanga Auautanga Whakaputa (DFG)
- Tahuri Whakararo Parametric (PDC)
- Whakaranu Ngaru-wha (FWM)
Kua whakatinanahia nga momo kaupapa whakaorite-waahanga ki te arotau i enei mahi, me te whakatuu i te LNOI hei papaaho whatu kore raina.
Nga Pūrere Whakauru Hiko-Optically Tunable
Na te hangarau LNOI hoki i taea te whakawhanaketanga o te tini o nga taputapu whakaahua hohe me te wahangu, penei:
- Ko nga modulators whatu tere teitei
- PIC maha-mahi ka taea te whirihora
- Heru auau oro
- Nga puna micro-optomechanical
Ka whakamahia e enei taputapu nga taonga EO o roto o te lithium niobate ki te whakatutuki tika, te tere tere o nga tohu marama.
Nga tono a LNOI Photonics
Ko nga PIC-a-LNOI kei te whakamahia inaianei i roto i te maha o nga tono whaihua, tae atu ki:
- Kaitahuri ngaruiti-ki-whatu
- Pūoko whatu
- Irirangi irirangi
- Heru auau whatu
- Nga punaha waea matatau
Ko enei tono e whakaatu ana i te kaha o te LNOI ki te whakataurite i nga mahi o nga waahanga mata-nui, i te wa e tuku ana i nga otinga whakahiato, kaha-kaha ma te hanga whakaahua.
Nga Wero o Naianei me nga Arahanga Ake
Ahakoa te pai o tana ahunga whakamua, he maha nga raruraru hangarau e pa ana ki te hangarau LNOI:
a) Te Whakahekea Te Ngaronga Optical
Ko te ngaronga o te arataki ngaru o naianei (0.01 dB/cm) he nui ake ake i te tepe whakaurunga rawa. Ko nga ahunga whakamua i roto i nga tikanga tapahi katote me te nanofabrication e hiahiatia ana hei whakaiti i te taratara o te mata me nga hapa e pa ana ki te whakauru.
b) Whakapai ake i te Waveguide Geometry Mana
Ko te whakahoe i nga arataki ngaru-iti-700 nm me nga aputa hono-iti-2 μm me te kore e patu i te tukurua, te whakanui ake ranei i te mate whakatö he mea nui kia teitei ake te kiato whakauru.
c) Whakarei ake i te Mahinga Hononga
Ahakoa ka awhina nga muka taapiri me nga kaitahuri aratau ki te whakatutuki i te pai o te honohono, ka taea e nga paninga anti-whakaata te whakaiti ake i nga whakaatanga atanga-rangi.
d) Te Whanaketanga o nga Waahanga Polarization Ngaro-iti
Ko nga taputapu whakaahua polarization-kore i runga i te LNOI he mea nui, me hiahia nga waahanga e rite ana ki nga mahi a nga polarizer mokowā-kore.
e) Te Whakakotahitanga o te Hiko Whakahaere
Ko te whakauru tika i te hikohiko mana nui me te kore e whakaheke i te mahi whatu he huarahi rangahau matua.
f) Whakataurite Wāhanga Ake me te Hangarau Marara
He mea nui te whakatauira rohe pono ki te taumira iti-micron mo nga whatu kore raina engari ka noho tonu hei hangarau pakeke i runga i te papaaho LNOI.
g) Kapeneheihana mo nga hapa o te hanga
Ko nga tikanga ki te whakaheke i nga nekehanga o te wahanga na nga huringa o te taiao, nga rereketanga hangahanga ranei he mea nui mo te tuku ki te ao.
h) Te Hononga Maama-Marama Pai
Ko te whakatika i nga hononga pai i waenga i nga maramara LNOI maha he mea tika kia nui atu i nga rohe whakauru-wafer kotahi.
Monolithic Integration of Active and Passive Wae
Ko te wero matua mo nga LNOI PICs ko te whakaurunga monolithic whai hua-utu o nga waahanga hohe me nga wahangu penei:
- Taiaho
- Nga Kaipupuri
- Nga kaitahuri roangaru kore
- Kaihurihuri
- Multiplexers/Demultiplexers
Ko nga rautaki o naianei ko:
a) Ion Doping o LNOI:
Ko te taapiri o nga katote hohe ki nga rohe kua tohua ka arahi ki nga puna marama maramara.
b) Te Hononga me te Whakakotahitanga Heterogene:
Ko te honohono i nga LNOI PIC kua hanga-mua me nga paparanga LNOI doped, he laser III-V ranei he huarahi rereke.
c) Ranu Hohe/Hangū LNOI Wafer Hangaia:
Ko te huarahi auaha ko te hono i nga angiangi LN doped me te wetekina i mua i te tapahi katote, ka puta mai he angiangi LNOI me nga rohe hohe me nga rohe hauhau.
Whakaahua 1e whakaatu ana i te ariā o nga PIC hohe/haungi whakauru ranu, i reira ma te mahi tuhi tuhi kotahi e taea ai te tiaroaro me te whakakotahitanga o nga momo waahanga e rua.
Te whakaurunga o nga Kaitirotiro Whakaahua
Ko te whakauru i nga kaitirotiro whakaahua ki roto i nga PIC-a-LNOI tetahi waahanga nui ki nga punaha mahi katoa. E rua nga huarahi tuatahi kei te tirotirohia:
a) Whakakotahitanga Heterogene:
Ko nga hanganga nano Semiconductor ka taea te hono atu ki nga kaiarahi ngaru LNOI. Heoi ano, me whakapai tonu te kaha o te kitenga me te tauine.
b) Tahuri Roanga Ngaru Kore:
Ko nga ahuatanga kore o te LN e tuku ana i te hurihanga auau i roto i nga kaiarahi ngaru, e taea ai te whakamahi i nga kairapu whakaahua silicon paerewa ahakoa te roangaru whakahaere.
Whakamutunga
Ko te tere haere o te hangarau LNOI ka tata te ahumahi ki tetahi papaa PIC ao e kaha ana ki te mahi i nga tini tono. Ma te whakatika i nga wero o naianei me te turaki i nga mahi hou i roto i te whakakotahitanga monolithic me te kaitirotiro, ka taea e nga PIC-a-LNOI te whakarereke i nga mara penei i te waea, nga korero nui, me te mohio.
Kei a LNOI te oati mo te whakatutuki i te tirohanga roa o nga PIC tauineine, e rite ana ki te angitu me te paanga o nga EIC. Ko nga mahi R&D tonu—penei i era mai i te Nanjing Photonics Process Platform me XiaoyaoTech Design Platform—he mea nui ki te hanga i te heke mai o nga whakaahua whakakotahi me te whakatuwhera i nga huarahi hou puta noa i nga rohe hangarau.
Wā tuku: Hūrae-18-2025