Lnoi Wafer

În schimb, filmele subțiri de niobate de litiu (LNOI Wafers) oferă un contrast semnificativ de indice de refracție, permițând ghidurilor de undă să aibă raze de îndoire doar de zeci de microni și secțiuni transversale. Aceasta permite integrarea fotonului de înaltă densitate și închisoare puternică a luminii, sporind interacțiunea dintre lumină și materie.

Plătirile LNOI pot fi preparate folosind diverse tehnici, inclusiv depunerea cu laser pulsată, metode cu gel-gel, sputtering cu magnetron RF și depunerea de vapori chimici. Cu toate acestea, LNOI produs din aceste tehnici prezintă adesea o structură policristalină, ceea ce duce la creșterea pierderii de transmisie a luminii. În plus, există un decalaj considerabil între proprietățile fizice ale filmului și cele ale LN cu un singur cristal, care are impact negativ asupra performanței dispozitivelor fotonice.

Metoda optimă pentru prepararea napolitanelor LNOI implică o combinație de procese precum implantarea ionică, lipirea directă și recoacerea termică, care se desprind fizic de pelicula LN din materialul ln în vrac și îl transferă într -un substrat. Tehnicile de măcinare și lustruire pot produce, de asemenea, lnoi de înaltă calitate. Această abordare minimizează deteriorarea rețelei de cristal LN în timpul implantării ionice și menține calitatea cristalului, cu condiția să se exercite un control strict asupra uniformității grosimii filmului. Plătirile LNOI nu numai că păstrează proprietăți esențiale, cum ar fi caracteristicile optice electro-optice, acusto-optice și neliniare, dar mențin, de asemenea, o structură unică de cristal, care este benefică pentru obținerea unei pierderi de transmisie optică scăzută.

Ghidurile de undă optice sunt dispozitive fundamentale în fotonică integrată și există diferite metode pentru pregătirea lor. Ghidurile de undă pe napolitane LNOI pot fi stabilite folosind tehnici tradiționale, cum ar fi schimbul de protoni. Deoarece LN este inert chimic, pentru a evita gravarea, materialele ușor gravate pot fi depuse pe LNOI pentru a crea ghiduri de undă cu bandă de încărcare. Materialele potrivite pentru benzi de încărcare includ TiO2, SiO2, Sinx, TA2O5, sticla de calcogenidă și siliciu. Un ghid de undă optic LNOI creat folosind metoda de lustruire mecanică chimică a obținut o pierdere de propagare de 0,027 dB/cm; Cu toate acestea, peretele său lateral de undă superficial complică realizarea ghidurilor de undă cu raze mici de îndoire. Ghidul de undă Lnoi Wafer, preparat folosind o metodă de gravare plasmatică, a obținut o pierdere de transmisie de doar 0,027 dB/cm. Aceasta reprezintă o etapă semnificativă, ceea ce indică faptul că se poate realiza integrarea fotonului pe scară largă și procesarea la nivel mono-fotoni. În plus față de ghidurile de undă optice, au fost dezvoltate numeroase dispozitive fotonice de înaltă performanță pe LNOI, incluzând rezonatori de micro-inel/micro-disc, cupluri de capăt și de grătare și cristale fotonice. O varietate de dispozitive fotonice funcționale au fost, de asemenea, create cu succes. Utilizarea efectelor optice electro-optice și neliniare excepționale ale cristalelor de niobat de litiu (LN) permite modularea optoelectronică cu lățime de înaltă lățime, conversie neliniară eficientă și generarea de pieptene de frecvență optică electro-optic, printre alte funcționalități fotonice. LN prezintă, de asemenea, un efect acusto-optic. Modulatorul acusto-optic Mach-Zehnder preparat pe LNOI utilizează interacțiuni optomecanice în pelicula de niobat de litiu suspendat pentru a converti un semnal cu microunde cu o frecvență de 4,5 GHz în lumină la o lungime de undă de 1500 nm, facilitând conversia semnalului cu microunde eficientă la optică.

În plus, modulatorul acusto-optic fabricat pe pelicula LN deasupra unui substrat de safir evită necesitatea unei structuri de suspensie datorită vitezei ridicate de sunet a safirului, care ajută, de asemenea, la reducerea scurgerilor de energie a undelor acustice. Schimbul de frecvență acusto-optică integrat dezvoltat pe LNOI demonstrează o eficiență de schimbare a frecvenței mai mare în comparație cu cele fabricate pe pelicula de nitrură de aluminiu. De asemenea, s-au înregistrat progrese la lasere și amplificatoare folosind lnoi rar dopate de pământ. Cu toate acestea, rarele regiuni dopate de pământ ale napolitanelor LNOI prezintă o absorbție semnificativă a luminii în banda optică de comunicare, care împiedică integrarea fotonică pe scară largă. Explorarea dopajului local rar de pământ pe LNOI ar putea oferi o soluție la această problemă. Siliconul amorf poate fi depus pe LNOI pentru a crea fotodetectoare. Fotodetectoarele metalice metalice și metale rezultate prezintă o reacție de 22-37 ma/w pe lungimi de undă de 635-850 nm. În același timp, integrează eterogen lasere și detectoare semiconductoare III-V II-V pe LNOI prezintă o altă soluție viabilă pentru dezvoltarea laserelor și detectoarelor pe acest material. Cu toate acestea, procesul de pregătire este complex și costisitor, necesitând îmbunătățiri pentru a reduce costurile și creșterea ratei de succes.