લિથિયમ ટેન્ટલેટ (એલટીઓઆઈ) હાઇ સ્પીડ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર

લિથિયમ ટેન્ટલેટ (એલટીઓઆઈ) હાઇ સ્પીડવૈકલ્પિક-મોડ્યુલેટર

વૈશ્વિક ડેટા ટ્રાફિક વધવાનું ચાલુ રાખે છે, 5 જી અને કૃત્રિમ બુદ્ધિ (એઆઈ) જેવી નવી તકનીકીઓના વ્યાપક અપનાવવાથી ચાલે છે, જે ઓપ્ટિકલ નેટવર્કના તમામ સ્તરે ટ્રાન્સસીવર્સ માટે નોંધપાત્ર પડકારો ઉભો કરે છે. ખાસ કરીને, energy ર્જા વપરાશ અને ખર્ચમાં ઘટાડો કરતી વખતે, આગામી પે generation ીના ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર તકનીકને એક ચેનલમાં 200 જીબીપીએસમાં ડેટા ટ્રાન્સફર રેટમાં નોંધપાત્ર વધારો જરૂરી છે. પાછલા કેટલાક વર્ષોમાં, સિલિકોન ફોટોનિક્સ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ opt પ્ટિકલ ટ્રાંસીવર માર્કેટમાં વ્યાપકપણે કરવામાં આવ્યો છે, મુખ્યત્વે એ હકીકતને કારણે કે સિલિકોન ફોટોનિક્સ પરિપક્વ સીએમઓએસ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરીને મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદિત થઈ શકે છે. જો કે, એસઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર્સ કે જે વાહક વિખેરી પર આધાર રાખે છે તે બેન્ડવિડ્થ, વીજ વપરાશ, મફત વાહક શોષણ અને મોડ્યુલેશન નોનલાઇનરિટીમાં મોટા પડકારોનો સામનો કરે છે. ઉદ્યોગના અન્ય તકનીકી માર્ગોમાં આઈએનપી, પાતળી ફિલ્મ લિથિયમ નિઓબેટ એલએનઓઆઈ, ઇલેક્ટ્રો- opt પ્ટિકલ પોલિમર અને અન્ય મલ્ટિ-પ્લેટફોર્મ વિજાતીય એકીકરણ સોલ્યુશન્સ શામેલ છે. LNOI એ સમાધાન માનવામાં આવે છે જે અલ્ટ્રા-હાઇ સ્પીડ અને લો પાવર મોડ્યુલેશનમાં શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરી શકે છે, જો કે, હાલમાં મોટા પ્રમાણમાં ઉત્પાદન પ્રક્રિયા અને ખર્ચની દ્રષ્ટિએ તેમાં કેટલાક પડકારો છે. તાજેતરમાં, ટીમે ઉત્તમ ફોટોઇલેક્ટ્રિક ગુણધર્મો અને મોટા પાયે મેન્યુફેક્ચરિંગ સાથે પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ ટેન્ટાલેટ (એલટીઓઆઈ) એકીકૃત ફોટોનિક પ્લેટફોર્મ શરૂ કરી હતી, જે ઘણી એપ્લિકેશનોમાં લિથિયમ નિઓબેટ અને સિલિકોન opt પ્ટિકલ પ્લેટફોર્મ્સના પ્રદર્શનને મેચ કરવા અથવા તેનાથી વધુની અપેક્ષા રાખે છે. જો કે, હજી સુધી, મુખ્ય ઉપકરણticalપ, અલ્ટ્રા-હાઇ સ્પીડ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર, એલટીઓઆઈમાં ચકાસણી કરવામાં આવી નથી.

આ અધ્યયનમાં, સંશોધનકારોએ પ્રથમ એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટરની રચના કરી, જેની રચના આકૃતિ 1 માં બતાવવામાં આવી છે. ઇન્સ્યુલેટર પર લિથિયમ ટેન્ટાલેટના દરેક સ્તરની રચના અને માઇક્રોવેવ ઇલેક્ટ્રોડના પરિમાણો, માઇક્રોવેવ અને લાઇટ વેવના પ્રચાર ગતિ મેચિંગ દ્વારા,વૈકલ્પિક મોડ્યુલેટરઅનુભૂતિ થાય છે. માઇક્રોવેવ ઇલેક્ટ્રોડના નુકસાનને ઘટાડવાના સંદર્ભમાં, આ કાર્યના સંશોધનકારોએ પ્રથમ વખત વધુ સારી રીતે વાહકતાવાળા ઇલેક્ટ્રોડ સામગ્રી તરીકે ચાંદીના ઉપયોગની દરખાસ્ત કરી હતી, અને સિલ્વર ઇલેક્ટ્રોડ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવામાં આવતા સોનાના ઇલેક્ટ્રોડની તુલનામાં માઇક્રોવેવની ખોટને 82% કરી હતી.

ફિગ. 1 એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર સ્ટ્રક્ચર, તબક્કો મેચિંગ ડિઝાઇન, માઇક્રોવેવ ઇલેક્ટ્રોડ લોસ પરીક્ષણ.

ફિગ. 2 માટે પ્રાયોગિક ઉપકરણ અને એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટરના પરિણામો બતાવે છેતીવ્રતા -ફેરફારIcal પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં ડાયરેક્ટ ડિટેક્શન (આઇએમડીડી). પ્રયોગો દર્શાવે છે કે એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર 25% એસડી-એફઇસી થ્રેશોલ્ડથી નીચે 3.8 × 10⁻² ના માપેલા બીઇઆર સાથે 176 જીબીડીના સાઇન રેટ પર પીએએમ 8 સિગ્નલોને પ્રસારિત કરી શકે છે. 200 જીબીડી પીએએમ 4 અને 208 જીબીડી પીએએમ 2 બંને માટે, બીઇઆર 15% એસડી-એફઇસી અને 7% એચડી-એફઇસીના થ્રેશોલ્ડ કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી હતી. આકૃતિ 3 માં આંખ અને હિસ્ટોગ્રામ પરીક્ષણના પરિણામો દૃષ્ટિની રીતે દર્શાવે છે કે એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ ઉચ્ચ રેખીયતા અને ઓછી બીટ ભૂલ દર સાથે હાઇ-સ્પીડ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમ્સમાં થઈ શકે છે.

ફિગ. 2 માટે એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- opt પ્ટિક મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગતીવ્રતા -ફેરફારIcal પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન સિસ્ટમમાં ડાયરેક્ટ ડિટેક્શન (આઇએમડીડી) (એ) પ્રાયોગિક ડિવાઇસ; (બી) પીએએમ 8 (લાલ), પીએએમ 4 (લીલો) અને પીએએમ 2 (વાદળી) નો માપેલ બીટ એરર રેટ (બીઇઆર) સાઇન રેટના કાર્ય તરીકે; (સી) 25% એસડી-એફઇસી મર્યાદાથી નીચે બીટ-એરર રેટ મૂલ્યોવાળા માપન માટે ઉપયોગી માહિતી દર (હવા, ડેશેડ લાઇન) અને સંબંધિત નેટ ડેટા રેટ (એનડીઆર, સોલિડ લાઇન) કા racted ્યો; (ડી) પીએએમ 2, પીએએમ 4, પીએએમ 8 મોડ્યુલેશન હેઠળ આંખના નકશા અને આંકડાકીય હિસ્ટોગ્રામ.

આ કાર્ય 110 ગીગાહર્ટ્ઝની 3 ડીબી બેન્ડવિડ્થ સાથે પ્રથમ હાઇ-સ્પીડ એલટીઓઆઈ ઇલેક્ટ્રો- ic પ્ટિક મોડ્યુલેટર દર્શાવે છે. તીવ્રતા મોડ્યુલેશન ડાયરેક્ટ ડિટેક્શન આઇએમડીડી ટ્રાન્સમિશન પ્રયોગોમાં, ડિવાઇસ 405 જીબીટ/સેનો એક જ વાહક નેટ ડેટા રેટ પ્રાપ્ત કરે છે, જે એલએનઓઆઈ અને પ્લાઝ્મા મોડ્યુલેટર જેવા હાલના ઇલેક્ટ્રો- opt પ્ટિકલ પ્લેટફોર્મ્સના શ્રેષ્ઠ પ્રદર્શન સાથે તુલનાત્મક છે. ભવિષ્યમાં, વધુ જટિલ ઉપયોગ કરીનેઆઇક્યુ મોડ્યુલેટરડિઝાઇન અથવા વધુ અદ્યતન સિગ્નલ ભૂલ સુધારણા તકનીકો, અથવા ક્વાર્ટઝ સબસ્ટ્રેટ્સ જેવા નીચલા માઇક્રોવેવ લોસ સબસ્ટ્રેટ્સનો ઉપયોગ કરીને, લિથિયમ ટેન્ટલેટ ઉપકરણો 2 ટીબીટ/એસ અથવા તેથી વધુના સંદેશાવ્યવહાર દર પ્રાપ્ત કરે તેવી અપેક્ષા છે. એલટીઓઆઈના વિશિષ્ટ ફાયદાઓ સાથે જોડાયેલા, જેમ કે લોઅર બાઇરફ્રિંજેન્સ અને અન્ય આરએફ ફિલ્ટર બજારોમાં તેની વ્યાપક એપ્લિકેશનને કારણે સ્કેલ અસર, લિથિયમ ટેન્ટલેટ ફોટોનિક્સ ટેકનોલોજી આગામી પે generation ીના હાઇ-સ્પીડ opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન નેટવર્ક અને માઇક્રોવેવ ફોટોનિક્સ સિસ્ટમો માટે ઓછી કિંમતના, ઓછી-શક્તિ અને અલ્ટ્રા-હાઇ-સ્પીડ સોલ્યુશન્સ પ્રદાન કરશે.