초고속 저전력 광학 모듈러에 대한 SiPh 플랫폼에 대한 TFLN / TFLT

TFLN (Thin-Film Lithium Niobate) and TFLT (Thin-Film Lithium Tantalate) integrated on Silicon Photonics (SiPh) platforms represent a next-generation heterogeneous photonic integration technology designed for ultra-high-speed optical modulation.

실리콘 광학 (SiPh) 은 뛰어난 CMOS 호환성과 대규모 통합 능력을 제공하지만, 강력한 전기 광학 (포켈스) 효과의 부재로 근본적으로 제한됩니다.그 결과, 전통적인 실리콘 변조기는 더 높은 전력 소비, 제한된 대역폭 및 감소 된 변조 선형성으로 고통받습니다.

이 기술은 얇은 필름 리?? 니오바트 (LiNbO3) 또는 리?? 탄탈레이트 (LiTaO3) 를 웨이퍼 결합 또는 하이브리드 통합을 통해 실리콘 파도 안내 플랫폼에 통합함으로써 다음을 결합합니다.

• TFLN / TFLT의 초고속 전기 광 반응
• 실리콘 광학의 확장성과 제조성

이 하이브리드 아키텍처는 차세대 광 통신 시스템에 대한 컴팩트하고 에너지 효율적이며 초고 대역폭 광학 통합 회로 (PIC) 를 가능하게합니다.

핵심 재료

얇은 필름 리?? 니오바트 (TFLN)

TFLN은 강력한 포켈스 효과로 인해 고속 전기 광학 변조를위한 선도 재료로 널리 인정됩니다.그것은 매우 낮은 광적 손실과 매우 빠른 굴절 지수 변형을 가능하게, 이는 일관성 통신 시스템에서 고성능 광학 모듈러에 이상적입니다.

얇은 필름 리?? 탄탈트 (TFLT)

TFLT는 TFLN과 비교할 수 있는 전기 광학적 특성을 제공하지만 더 나은 열 안정성, 더 높은 광적 손상의 문턱 및 DC 유동 감소.이러한 특성 때문에 특히 고전력, 장기적이고 환경적으로 안정적인 광학 시스템.

왜 TFLN / TFLT를 실리콘 광학과 결합합니까?

실리콘 광학은 플라즈마 분산 효과에만 의존하며, 이는 고유 한 한계를 제시합니다.

• 내재적인 선형 전기 광학 효과 (포켈스) 가 없습니다.
• 변조 과정에서 더 높은 광적 손실
• 고급 변조 형식의 제한된 선형성

TFLN 또는 TFLT를 SiPh에 통합함으로써 플랫폼은 다음을 달성합니다.

• 초고한 변조 대역폭 (>100 GHz)
• 현저하게 낮은 구동 전압 (Vπ 감소)
• 신호 완전성 및 선형성 향상
• 저손실 광적 전파
• 대용량 CMOS 제조와 호환성

통합 기술

1웨이퍼 결합 이질적 통합 (SiPh + TFLN/TFLT)

이 접근법에서는 얇은 필름의 리?? 니오바트 또는 탄탈레이트를 미리 제조된 실리콘 또는 실리콘 질소 파도 선도체에 결합합니다.

• 광적 결합은 필드 상호 작용을 통해
• CMOS 실리콘 광학 프로세스와 완전히 호환됩니다.
• 고용량 웨이퍼 규모 제조에 적합합니다.
• 균형 잡힌 성능과 확장성

2직선 엣치드 리지 웨이브 가이드 (LNOI / LTOI)

파도지도는 리?? 니오바트 또는 리?? 탄탈레이트 얇은 필름에 직접 무늬가 있습니다.

• 전기 광학 물질에 강한 광적 봉쇄
• 최대 변조 효율
• 더 작은 발자국에서 더 높은 장치 성능
• 더 복잡한 제조 과정

장치 구조 개요

하이브리드 SiPh + TFLN/TFLT 모듈러 스택:

• 실리콘 또는 SiN 파도 안내 (광 가이드 레이어)
• SiO2 결합층
• 얇은 필름 LiNbO3 / LiTaO3 층 (~ 300~600 nm)
• 고속 전기 운전용 RF 전극

성능 비교

주요 이점

초고속 변조

100GHz를 초과하는 변조 대역폭을 지원하며 400G, 800G 및 1.6T 광 전송 시스템을 지원합니다.

저전력 작동

감소된 Vπ는 일반적인 실리콘 모듈러에 비해 RF 드라이브 전력 요구 사항을 크게 낮춰줍니다.

뛰어난 광학 성능

낮은 전파 손실과 높은 굴절 지수는 컴팩트하고 고밀도의 광학 통합을 가능하게합니다.

열 및 장기 안정성 (TFLT 장점)

TFLT는 온도 변동과 최소한의 DC 변동에 대한 뛰어난 저항을 제공하여 까다로운 환경에서 안정적인 장기 작동을 보장합니다.

CMOS 호환성 확장

웨이퍼 결합 통합은 확장 가능한 생산을 지원하는 표준 실리콘 광학 제조와 호환성을 가능하게합니다.

응용 분야

• 데이터 센터 광적 상호 연결 (400G / 800G / 1.6T)
• 일관성 있는 광통신 시스템
• 마이크로파 광학 및 RF-over-fiber 연결
• 광학 통합 회로 (PIC)
• 리다르 및 광적 감지 시스템
• 고전력 레이저 변조 플랫폼

선택 가이드

TFLN을 선택하면:

• 최대 변조 속도는 우선입니다.
• 당신은 성숙한 통신 또는 데이터컴 생태계를 목표로
• 초고 대역폭 성능이 필요합니다.

TFLT를 선택하면:

• 장기적인 안정은 매우 중요합니다.
• 높은 광학 전력 처리
• 낮은 DC 유동 및 열 견고성이 중요합니다.

FAQ

1왜 TFLN/TFLT가 실리콘 전용 변조기보다 우월할까요?

그것은 강한 선형 전기 광학 (포켈스) 효과를 도입하기 때문에 훨씬 더 빠른 변조, 낮은 전력 소비,그리고 실리콘의 플라즈마 분산 효과와 비교하여 광적 손실을 줄입니다..

2. SiPh 통합에서 소멸적 결합은 무엇입니까?

이것은 실리콘 파도선에서 전파되는 빛이 결합된 리?? 니오바트/탄탈트 층으로 광장을 확장하여 완전한 모드 전송 없이 효율적인 변조를 가능하게 하는 메커니즘이다.

3이 기술은 대량 생산에 적합할까요?

네, 웨이퍼 스케일 결합과 CMOS 호환성 프로세스는 첨단 광학 통합 플랫폼에서 대용량 제조에 적합합니다.