Hoʻolauna
Hoʻoulu ʻia e ka holomua o nā kaapuni hoʻohui uila (EIC), ua ulu ka ʻoihana o nā kaapuni hoʻohui photonic (PIC) mai kona hoʻomaka ʻana i ka makahiki 1969. Eia naʻe, ʻaʻole e like me EIC, ʻo ka hoʻomohala ʻana o kahi kahua honua e hiki ke kākoʻo i nā noi photonic like ʻole he pilikia nui ia. Ke nānā nei kēia ʻatikala i ka ʻenehana Lithium Niobate on Insulator (LNOI) e kū mai ana, ka mea i lilo koke i mea hoʻohiki no nā PIC hanauna e hiki mai ana.
Ka Piʻi ʻana o ka ʻenehana LNOI
Ua ʻike lōʻihi ʻia ʻo Lithium niobate (LN) he mea nui no nā noi photonic. Eia nō naʻe, me ka hiki ʻana mai o ka LNOI ʻili lahilahi a me nā ʻenehana hana holomua i wehe ʻia ai kona hiki piha. Ua hōʻike maikaʻi nā kānaka noiʻi i nā waveguides ridge ultra-low-loss a me nā microresonators ultra-high-Q ma nā kahua LNOI [1], e hōʻailona ana i kahi lele koʻikoʻi i nā photonics i hoʻohui ʻia.
Nā Pōmaikaʻi Koʻikoʻi o ka ʻenehana LNOI
- Pohō optical haʻahaʻa loa(haʻahaʻa e like me 0.01 dB/cm)
- Nā ʻano nanophotonic kiʻekiʻe
- Kākoʻo no nā kaʻina hana optical nonlinear like ʻole
- Ka hiki ke hoʻonohonoho ʻia o ka electro-optic (EO) i hoʻohui ʻia
Nā Kaʻina Hana Optical Nonlinear ma LNOI
ʻO nā ʻano nanophotonic hana kiʻekiʻe i hana ʻia ma ka paepae LNOI e hiki ai ke hoʻokō i nā kaʻina hana optical nonlinear koʻikoʻi me ka pono kupaianaha a me ka mana pamu liʻiliʻi. ʻO nā kaʻina hana i hōʻike ʻia:
- Ka Hanauna Harmonic ʻElua (SHG)
- Ka Hana ʻAna i ka Pinepine Huina (SFG)
- Ka Hana ʻAna i nā Alapine ʻOkoʻa (DFG)
- Hoʻololi Hoʻohaʻahaʻa Parametric (PDC)
- Hoʻohuihui ʻEhā-Nalu (FWM)
Ua hoʻokō ʻia nā ʻano hana hoʻohālikelike pae like ʻole e hoʻomaikaʻi i kēia mau kaʻina hana, e hoʻokumu ana iā LNOI ma ke ʻano he kahua optical nonlinear versatile kiʻekiʻe loa.
Nā Mea Hana Hoʻohui ʻia e Hoʻololi ʻia me ka Electro-Optically
Ua hiki nō hoʻi i ka ʻenehana LNOI ke hoʻomohala ʻana i kahi ākea o nā hāmeʻa photonic tunable hana a me nā passive, e like me:
- Nā modulators optical wikiwiki
- Nā PIC multifunctional hiki ke hoʻonohonoho hou ʻia
- Nā kāhili alapine hiki ke hoʻololi ʻia
- Nā pūnāwai micro-optomechanical
Hoʻohana kēia mau mea hana i nā waiwai EO kūloko o ka lithium niobate e hoʻokō i ka kaohi pololei a me ka wikiwiki o nā hōʻailona kukui.
Nā Hoʻohana Kūpono o LNOI Photonics
Ke hoʻohana ʻia nei nā PIC e pili ana iā LNOI i kahi nui o nā noi hana, me:
- Nā mea hoʻololi microwave-i-optical
- Nā mea ʻike maka
- Nā spectrometers ma luna o ka chip
- Nā hui alapine optical
- Nā ʻōnaehana kelepona holomua
Hōʻike kēia mau noi i ka hiki o LNOI ke hoʻokūkū i ka hana o nā ʻāpana bulk-optic, ʻoiai e hāʻawi ana i nā hoʻonā scalable, ikehu-effective ma o ka hana photolithographic.
Nā Pilikia o Kēia Manawa a me nā Kuhikuhi o ka Wā E Hiki Mai Ana
ʻOiai kona holomua maikaʻi, ke kū nei ka ʻenehana LNOI i kekahi mau pilikia loea:
a) Hoʻemi hou aku i ka nalowale Optical
ʻOi aku ka nui o ka pohō o ke alakaʻi nalu o kēia manawa (0.01 dB/cm) ma mua o ka palena o ka omo ʻana o nā mea. Pono nā holomua i nā ʻano hana ʻokiʻoki ion a me ka nanofabrication e hōʻemi i ka ʻino o ka ʻili a me nā hemahema e pili ana i ka omo ʻana.
b) Hoʻomaikaʻi ʻia ka Mana Geometry Waveguide
He mea nui ka hoʻā ʻana i nā waveguides sub-700 nm a me nā hakahaka coupling sub-2 μm me ka ʻole o ka mōhai ʻana i ka hana hou ʻana a i ʻole ka hoʻonui ʻana i ka pohō hoʻolaha no ka nui o ka hoʻohui ʻana.
c) Hoʻonui i ka pono o ka hoʻopili ʻana
ʻOiai ke kōkua nei nā olonā tapered a me nā mea hoʻololi mode i ka hoʻokō ʻana i ka pono hoʻopili kiʻekiʻe, hiki i nā uhi anti-reflection ke hōʻemi hou aku i nā noʻonoʻo ʻana o ka interface air-material.
d) Hoʻomohala ʻana i nā ʻāpana Polarization Low-Loss
He mea nui nā polokalamu photonic polarization-insensitive ma LNOI, e koi ana i nā ʻāpana e kūlike i ka hana o nā polarizers free-space.
e) Hoʻohui ʻia o nā ʻElekole Mana
ʻO ka hoʻohui pono ʻana i nā mea uila mana nui me ka ʻole o ka hōʻino ʻana i ka hana optical kahi kuhikuhi noiʻi koʻikoʻi.
f) ʻEnekinia Hoʻohālikelike Pae Kiʻekiʻe a me ka Hoʻopuehu
He mea nui ke ʻano hoʻohālike kikowaena hilinaʻi ma ka hoʻonā sub-micron no nā optics nonlinear akā he ʻenehana ʻōpiopio mau ia ma ka paepae LNOI.
g) Ka uku no nā hemahema hana
He mea nui nā ʻano hana e hōʻemi i nā hoʻololi pae i hoʻokumu ʻia e nā loli o ke kaiapuni a i ʻole nā ʻano ʻokoʻa o ka hana ʻana no ka hoʻolaha ʻana i ka honua maoli.
h) Hoʻopili Multi-Chip Kūpono
Pono ka hoʻoponopono ʻana i ka hoʻopili pono ʻana ma waena o nā ʻāpana LNOI he nui e hoʻonui ma mua o nā palena hoʻohui wafer hoʻokahi.
Hoʻohui Monolithic o nā ʻāpana hana a me nā ʻāpana passive
ʻO kahi pilikia nui no nā LNOI PICs ʻo ia ka hoʻohui monolithic kūpono o nā ʻāpana hana a me nā mea hana ʻole e like me:
- Nā lasers
- Nā mea ʻike
- Nā mea hoʻololi nalu nonlinear
- Nā mea hoʻololi
- Nā Multiplexers/Demultiplexers
ʻO nā hoʻolālā o kēia manawa:
a) Ka Hoʻohui ʻana o ka Ion o LNOI:
ʻO ka hoʻohui koho ʻana o nā ion hana i loko o nā wahi i koho ʻia hiki ke alakaʻi i nā kumu kukui ma ka ʻāpana.
b) Hoʻopaʻa a me ka Hoʻohuihui Heterogeneous:
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana i nā LNOI PIC passive i hana mua ʻia me nā papa LNOI i hoʻopaʻa ʻia a i ʻole nā laser III-V e hāʻawi i kahi ala ʻē aʻe.
c) Hana ʻana i ka Wafer LNOI Active/Passive Hybrid:
ʻO kahi ala hana hou e pili ana i ka hoʻopili ʻana i nā wafers LN i doped a me nā undoped ma mua o ka ʻoki ʻana i ka ion, e hopena ana i nā wafers LNOI me nā ʻāpana hana a me nā ʻāpana passive.
Kiʻi 1hōʻike i ke kumumanaʻo o nā PIC hana/passive i hoʻohui ʻia me ka hybrid, kahi e hiki ai i kahi kaʻina hana lithographic hoʻokahi ke hoʻonohonoho pono a me ka hoʻohui ʻana o nā ʻano ʻelua.
Hoʻohui ʻia o nā Photodetectors
ʻO ka hoʻohui ʻana i nā photodetectors i loko o nā PIC e pili ana iā LNOI kekahi ʻanuʻu koʻikoʻi i nā ʻōnaehana hana piha. Ke noiʻi ʻia nei ʻelua mau ala nui:
a) Hoʻohuihui like ʻole:
Hiki ke hoʻopili ʻia nā nanostructures semiconductor i nā waveguides LNOI. Eia nō naʻe, pono mau ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka pono o ka ʻike ʻana a me ka scalability.
b) Hoʻololi ʻana i ka lōʻihi o ka nalu ʻaʻole linear:
ʻO nā waiwai nonlinear o LN e ʻae i ka hoʻololi alapine (frequency) i loko o nā waveguides, e hiki ai ke hoʻohana i nā photodetectors silicon maʻamau me ka nānā ʻole i ka nalu hana.
Hopena
ʻO ka holomua wikiwiki o ka ʻenehana LNOI e hoʻokokoke aku i ka ʻoihana i kahi kahua PIC ākea i hiki ke lawelawe i nā ʻano noi like ʻole. Ma ka hoʻoponopono ʻana i nā pilikia e kū nei a me ka hoʻoikaika ʻana i nā hana hou i ka hoʻohui monolithic a me ka detector, loaʻa i nā PIC e pili ana iā LNOI ka hiki ke hoʻololi i nā kahua e like me ke kelepona, ka ʻike quantum, a me ka ʻike ʻana.
Ua paʻa iā LNOI ka ʻōlelo hoʻohiki no ka hoʻokō ʻana i ka hihiʻo lōʻihi o nā PIC scalable, e kūlike ana i ka holomua a me ka hopena o nā EIC. ʻO nā hana R&D e hoʻomau ʻia—e like me nā mea mai ka Nanjing Photonics Process Platform a me XiaoyaoTech Design Platform—e lilo i mea koʻikoʻi i ke ʻano o ka wā e hiki mai ana o nā photonics i hoʻohui ʻia a me ka wehe ʻana i nā mea hiki hou ma nā ʻāpana ʻenehana.
Ka manawa hoʻouna: Iulai-18-2025