LNOI пластина

И наоборот, тонкие пленки Lithium niobate (пластики LNOI) обеспечивают значительный контраст показателя преломления, что позволяет волново -гидам иметь радиусы изгиба только десятков микрон и субмикроновых поперечных сечений. Это обеспечивает интеграцию фотонов высокой плотности и сильное световое удержание, усиливая взаимодействие между светом и веществом.

Пластики LNOI могут быть подготовлены с использованием различных методов, включая импульсное лазерное осаждение, методы гель-геля, распыление радиочастотного магнетра и химическое отложение паров. Тем не менее, LNOI, произведенный из этих методов, часто демонстрирует поликристаллическую структуру, что приводит к увеличению потери передачи света. Кроме того, существует значительный разрыв между физическими свойствами пленки и свойствами однокристаллического LN, что отрицательно влияет на производительность фотонных устройств.

Оптимальный метод подготовки пластин LNOI включает в себя комбинацию таких процессов, как ионная имплантация, прямое соединение и тепловое отжиг, которые физически очищают пленку LN из массового материала LN и передают ее на подложку. Методы шлифования и полировки также могут привести к высококачественному LNOI. Этот подход сводит к минимуму повреждение кристаллической решетки LN во время ионной имплантации и сохраняет качество кристаллов, при условии, что строгий контроль осуществляется над однородностью толщины пленки. Платы LNOI не только сохраняют основные свойства, такие как электрооптические, акусто-оптические и нелинейные оптические характеристики, но также поддерживают монокристаллическую структуру, которая полезна для достижения низкой оптической передачи.

Оптические волноводы являются фундаментальными устройствами в интегрированной фотонике, и существуют различные методы для их подготовки. Волноводы на платежах LNOI могут быть установлены с использованием традиционных методов, таких как протонная обмена. Поскольку LN является химически инертным, чтобы избежать травления, легко запечатлелись материалы на LNOI для создания грузовых волноводов полосатых. Материалы, подходящие для погрузочных полос, включают TIO2, SIO2, SINX, TA2O5, халкогенидное стекло и кремний. Оптический волновод LNOI, созданный с использованием метода химической механической полировки, достиг потери распространения 0,027 дБ/см; Тем не менее, его неглубокая боковая стенка волновода усложняет реализацию волноводов с небольшими радиусами изгиба. Волновой волновой сигнал LNOI, подготовленный с использованием метода травления в плазме, достиг потери передачи всего 0,027 дБ/см. Это представляет собой значительную веху, что указывает на то, что может быть реализована крупномасштабная интеграция фотонов и обработка однофотонного уровня. В дополнение к оптическим волноводам, на LNOI были разработаны многочисленные высокопроизводительные фотонные устройства, включая резонаторы с микропрописным/микродисками, соединения конечных и решетки, а также фотонные кристаллы. Разнообразные функциональные фотонные устройства также были успешно созданы. Используя исключительные электрооптические и нелинейные оптические эффекты кристаллов литий-нибата (LN), позволяющая оптоэлектронная модуляция с высокой пропускной способностью, эффективное нелинейное преобразование и электрооптически контролируемую оптическую частотную генерацию, среди других фотонологических функциональностей. LN также демонстрирует акусто-оптический эффект. Модулятор Acousto-Optic Mach-Zehnder, приготовленный на LNOI, использует оптомеханические взаимодействия в пленке суспендированного лития ниобате для преобразования микроволнового сигнала с частотой 4,5 ГГц в свет на длине волны 1500 нм, способствуя эффективному микроволновому в топтическому обращению.

Кроме того, акусто-оптический модулятор, изготовленный на пленке LN над сапфировой подложкой, позволяет избежать необходимости структуры подвески из-за высокой скорости звука сапфира, что также помогает уменьшить утечку энергии акустической волны. Интегрированный акус-оптический переключатель частоты, разработанный на LNOI, демонстрирует более высокую эффективность сдвига частоты по сравнению с теми, которые изготовлены на пленке нитрида алюминия. Достижения также были достигнуты в лазерах и усилителях с использованием легированных редкоземелью LNOI. Однако, легированные редкоземелью областей пластин LNOI, демонстрируют значительное поглощение света в оптической полосе связи, которая препятствует крупномасштабной фотонной интеграции. Изучение местного допинга редкоземелью на LNOI может дать решение этой проблемы. Аморфный кремний может быть осажден на LNOI для создания фотоприемников. Полученные металлопроводники и металлические фотоприемники показывают ответственность 22-37 мА/Вт по длине волны 635-850 нм. Одновременно гетерогенно интегрируя полупроводниковые лазеры III-V и детекторы на LNOI представляет собой еще одно жизнеспособное решение для разработки лазеров и детекторов на этом материале. Тем не менее, процесс подготовки является сложным и дорогостоящим, что требует улучшения для снижения затрат и повышения уровня успеха.