Hoʻolauna
Hoʻoulu ʻia e ka kūleʻa o nā kaʻa uila uila (EICs), ke ulu nei ke kahua o ka photonic integrated circuits (PICs) mai kona hoʻomaka ʻana i ka makahiki 1969. Eia naʻe, ʻaʻole like me EICs, ʻo ka hoʻomohala ʻana i kahi kahua honua āpau e hiki ai ke kākoʻo i nā noi photonic like ʻole he paʻakikī nui. Ke ʻimi nei kēia ʻatikala i ka ʻenehana Lithium Niobate on Insulator (LNOI) e kū nei, a ua lilo koke ia i mea hoʻohiki maikaʻi no nā PIC o ka hanauna e hiki mai ana.
ʻO ka piʻi ʻana o ka ʻenehana LNOI
Ua ʻike ʻia ʻo Lithium niobate (LN) ma ke ʻano he kumu nui no nā noi photonic. Eia naʻe, me ka hiki ʻana mai o ka LNOI kiʻiʻoniʻoni lahilahi a me nā ʻenehana hana kiʻekiʻe i wehe ʻia kona mana piha. Ua hōʻike maikaʻi ka poʻe noiʻi i nā alakaʻi nalu puʻupuʻu ultra-low-loss a me nā microresonators ultra-high-Q ma nā paepae LNOI [1], e hōʻailona ana i kahi lele nui i nā photonics i hoʻohui ʻia.
Nā Pōmaikaʻi Nui o LNOI Technology
- Nalo opua haahaa(e like me ka 0.01 dB/cm)
- Nā hale nanophotonic kiʻekiʻe
- Kākoʻo no nā kaʻina hana optical nonlinear like ʻole
- Hoʻohui electro-optic (EO) tunability
Nā Kaʻina Optical Nonlinear ma LNOI
ʻO nā hale nanophotonic hana kiʻekiʻe i hana ʻia ma ka paepae LNOI e hiki ai ke hoʻokō i nā kaʻina hana optical nonlinear nui me ka maikaʻi kupaianaha a me ka liʻiliʻi o ka mana pamu. Aia nā kaʻina hana i hōʻike ʻia:
- Hanau Harmonic Lua (SHG)
- Hoʻoulu ʻana i ka ʻawelike (SFG)
- Hana ʻokoʻa alapine (DFG)
- Ka hoʻololi ʻana i lalo (PDC)
- Hui ʻAha ʻEhā (FWM)
Ua hoʻokō ʻia nā ʻōnaehana hoʻohālikelike ʻano like ʻole no ka hoʻomaikaʻi ʻana i kēia mau kaʻina hana, e hoʻokumu ana i ka LNOI ma ke ʻano he paepae ʻike ʻole linear loa.
Nā Mea Hoʻohui Electro-Optically Tunable
Ua hiki i ka ʻenehana LNOI ke hoʻomohala i kahi ākea o nā mea hana kiʻi paʻi kiʻi paʻi, e like me:
- ʻO nā modulators optical kiʻekiʻe
- PICs multifunctional hiki ke hoʻonohonoho hou
- Helu alapine hiki ke kani
- Pūnāwai micro-optomechanical
Hoʻohana kēia mau mea hana i nā waiwai EO koʻikoʻi o ka lithium niobate e hoʻokō pololei a kiʻekiʻe ka wikiwiki o nā hōʻailona māmā.
Nā noi kūpono o LNOI Photonics
Ke hoʻohana ʻia nei nā PIC e pili ana i ka LNOI i ka nui o nā noi kūpono, e like me:
- Nā mea hoʻololi microwave-i-optical
- Nā mea ʻike maka
- ʻO nā spectrometers ma-chip
- Puke alapine Optical
- ʻōnaehana kelepona holomua
Hōʻike kēia mau noi i ka hiki o LNOI ke hoʻohālikelike i ka hana o nā ʻāpana bulk-optic, ʻoiai e hāʻawi ana i nā hopena hiki ke hoʻonui i ka ikehu ma o ka hana photolithographic.
Nā Luʻi o kēia wā a me nā kuhikuhi e hiki mai ana
Me kona holomua holomua, ke alo nei ka ʻenehana LNOI i kekahi mau pilikia ʻenehana:
a) Hoʻemi hou aku i ka nalo Optical
ʻO ka poho alakaʻi nalu o kēia manawa (0.01 dB/cm) he ʻoi aku ka kiʻekiʻe ma mua o ka palena absorption. Pono nā holomua i nā ʻenehana ion-slicing a me ka nanofabrication e hōʻemi i ka ʻili a me nā hemahema pili i ka absorption.
b) Hoʻomaikaʻi ʻia ka Mana Waveguide Geometry
ʻO ka ʻae ʻana i nā alakaʻi nalu sub-700 nm a me ka sub-2 μm hoʻopili ʻana i nā lua me ka ʻole o ka ʻai ʻana i ka hoʻihoʻi hou ʻana a i ʻole ka hoʻonui ʻana i ka nalowale o ka hoʻolaha ʻana he mea koʻikoʻi no ka hoʻohui kiʻekiʻe.
c) Hoʻonui i ka maikaʻi o ka hui ʻana
ʻOiai ʻo nā fiber tapered a me nā mea hoʻololi mode e kōkua i ka hoʻokō ʻana i ka pono hoʻohui kiʻekiʻe, hiki i nā pale anti-reflection ke hoʻohaʻahaʻa i ka noʻonoʻo ʻana i ka ea.
d) Hoʻomohala ʻana i nā ʻāpana polarization haʻahaʻa
Pono nā mea paʻi kiʻi polarization-insensitive ma LNOI, e koi ana i nā ʻāpana e kūlike i ka hana o nā polarizers ākea.
e) Hoʻohui ʻia o ka Electronic Control
ʻO ka hoʻohui maikaʻi ʻana i nā uila mana nui me ka hoʻohaʻahaʻa ʻole i ka hana optical kahi kuhikuhi noiʻi koʻikoʻi.
f) Māhele Kūʻai Kūʻai Kūʻai Kūʻai Kūʻai a me ka ʻenekini hoʻopuehu
He mea koʻikoʻi ka hoʻohālikelike ʻāina hilinaʻi ma ka hoʻonā sub-micron no nā optics nonlinear akā mau nō ka ʻenehana ʻoi loa ma ka paepae LNOI.
g) Ka uku no nā hemahema o ka hana
ʻO nā ʻenehana e hoʻēmi i ka hoʻololi ʻana o ka pae i hoʻololi ʻia e nā loli kaiapuni a i ʻole nā ʻano like ʻole o ka hana ʻana he mea nui ia no ka hoʻolaha ʻana i ka honua maoli.
h) Hoʻohui ʻia ʻo Multi-Chip Coupling
Pono ka hoʻopaʻa ʻana i ka hoʻohui maikaʻi ʻana ma waena o nā pahu LNOI he nui ma mua o nā palena hoʻohui hoʻokahi-wafer.
Hoʻohui Monolithic o nā mea hoʻoikaika a me nā mea paʻa
ʻO kahi paʻakikī koʻikoʻi no nā LNOI PICs ʻo ia ka hoʻohui monolithic maikaʻi loa o nā mea hana a passive e like me:
- Nā Lasers
- Nā mea nānā
- Nā mea hoʻololi lōʻihi nalu ʻole
- Modulators
- Nā Pākuʻi Pākuʻi/Demultiplexers
Aia nā hoʻolālā o kēia manawa:
a) Ion Doping o LNOI:
Hiki ke alakaʻi i ka doping koho o nā ion ikaika i nā wahi i koho ʻia i nā kumu kukui on-chip.
b) Hoʻopili a me ka hoʻohui like ʻole:
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana i nā LNOI PIC passive i hana mua ʻia me nā papa LNOI doped a i ʻole nā laser III-V e hāʻawi i kahi ala ʻē aʻe.
c) Hana ʻia ʻo Hybrid Active/Passive LNOI Wafer:
ʻO kahi ala hou e pili ana i ka hoʻopaʻa ʻana i nā wafers LN doped a wehe ʻole ʻia ma mua o ka ʻoki ʻana i ka ion, e hopena i nā wafers LNOI me nā ʻāpana hana a me nā ʻāpana passive.
Helu 1hōʻike i ka manaʻo o nā hybrid integrated active/passive PICs, kahi e hiki ai i kahi kaʻina lithographic hoʻokahi ke hoʻonohonoho pono ʻole a me ka hoʻohui ʻana o nā ʻano ʻāpana ʻelua.
Hoʻohui o nā Photodetectors
ʻO ka hoʻohui ʻana i nā mea nānā kiʻi kiʻi i loko o nā PIC e pili ana i ka LNOI kahi hana koʻikoʻi ʻē aʻe i nā ʻōnaehana hana piha. ʻElua mau ala mua e noiʻi ʻia nei:
a) Hoʻohui Heterogenous:
Hiki ke hoʻohui ʻia nā nanostructure Semiconductor i nā alakaʻi nalu LNOI. Eia nō naʻe, pono mau ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono ʻike a me ka scalability.
b) Ka hoʻololi ʻana i ka lōʻihi nalu ʻole:
Hāʻawi nā waiwai nonlinear o LN i ka hoʻololi pinepine ʻana i loko o nā alakaʻi nalu, hiki ke hoʻohana i nā kiʻi kiʻi kiʻi silika maʻamau me ka nānā ʻole i ka lōʻihi o ka hawewe.
Ka hopena
ʻO ka holomua wikiwiki o ka ʻenehana LNOI e hoʻokokoke i ka ʻoihana i kahi kahua PIC āpau e hiki ke lawelawe i kahi ākea o nā noi. Ma ka hoʻoponopono ʻana i nā luʻi e kū nei a me ka hoʻoikaika ʻana i nā mea hou i ka monolithic a me ka hoʻohui ʻana i ka mea ʻike, hiki i nā PIC ma LNOI ke hoʻololi i nā kahua e like me ke kelepona, ka ʻike quantum, a me ka ʻike.
Mālama ʻo LNOI i ka ʻōlelo hoʻohiki no ka hoʻokō ʻana i ka hihiʻo lōʻihi o nā PIC hiki ke hoʻonui ʻia, e kūlike i ka kūleʻa a me ka hopena o nā EIC. ʻO ka hoʻomau ʻana i nā hana R&D—e like me nā mea mai ka Nanjing Photonics Process Platform a me XiaoyaoTech Design Platform—e lilo ia i mea koʻikoʻi i ka hoʻolālā ʻana i ka wā e hiki mai ana o nā photonics i hoʻohui ʻia a me ka wehe ʻana i nā mea hou i nā wahi ʻenehana.
Ka manawa hoʻouna: Jul-18-2025