ਲਿਥੀਅਮ ਟੈਂਟਲੇਟ (LTOI) ਹਾਈ ਸਪੀਡਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ
5G ਅਤੇ ਆਰਟੀਫੀਸ਼ੀਅਲ ਇੰਟੈਲੀਜੈਂਸ (AI) ਵਰਗੀਆਂ ਨਵੀਆਂ ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਦੇ ਵਿਆਪਕ ਗੋਦ ਲੈਣ ਕਾਰਨ ਗਲੋਬਲ ਡਾਟਾ ਟ੍ਰੈਫਿਕ ਵਧਦਾ ਜਾ ਰਿਹਾ ਹੈ, ਜੋ ਆਪਟੀਕਲ ਨੈੱਟਵਰਕਾਂ ਦੇ ਸਾਰੇ ਪੱਧਰਾਂ 'ਤੇ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਪੇਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ, ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਲਈ ਊਰਜਾ ਦੀ ਖਪਤ ਅਤੇ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੇ ਹੋਏ ਇੱਕ ਸਿੰਗਲ ਚੈਨਲ ਵਿੱਚ ਡੇਟਾ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਦਰਾਂ ਵਿੱਚ 200 Gbps ਤੱਕ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਾਧਾ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। ਪਿਛਲੇ ਕੁਝ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ, ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਆਪਟੀਕਲ ਟ੍ਰਾਂਸਸੀਵਰ ਮਾਰਕੀਟ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ, ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਸ ਤੱਥ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕਿ ਸਿਲੀਕਾਨ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਪਰਿਪੱਕ CMOS ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਪੈਦਾ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਹਾਲਾਂਕਿ, SOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਜੋ ਕੈਰੀਅਰ ਡਿਸਪਰੇਸ਼ਨ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਬੈਂਡਵਿਡਥ, ਪਾਵਰ ਖਪਤ, ਮੁਫਤ ਕੈਰੀਅਰ ਸੋਖਣ ਅਤੇ ਮੋਡਿਊਲੇਸ਼ਨ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾ ਵਿੱਚ ਵੱਡੀਆਂ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਦੇ ਹਨ। ਉਦਯੋਗ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਰੂਟਾਂ ਵਿੱਚ InP, ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ LNOI, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਪੋਲੀਮਰ, ਅਤੇ ਹੋਰ ਮਲਟੀ-ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਵਿਭਿੰਨ ਏਕੀਕਰਣ ਹੱਲ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। LNOI ਨੂੰ ਉਹ ਹੱਲ ਮੰਨਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਅਤਿ-ਉੱਚ ਗਤੀ ਅਤੇ ਘੱਟ ਪਾਵਰ ਮੋਡਿਊਲੇਸ਼ਨ ਵਿੱਚ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਸਮੇਂ ਇਸ ਵਿੱਚ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਉਤਪਾਦਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਲਾਗਤ ਦੇ ਮਾਮਲੇ ਵਿੱਚ ਕੁਝ ਚੁਣੌਤੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਟੀਮ ਨੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਫੋਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਨਿਰਮਾਣ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਫਿਲਮ ਲਿਥੀਅਮ ਟੈਂਟਲੇਟ (LTOI) ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਫੋਟੋਨਿਕ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਲਾਂਚ ਕੀਤਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਤੋਂ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਕਈ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਵਿੱਚ ਲਿਥੀਅਮ ਨਿਓਬੇਟ ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਆਪਟੀਕਲ ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ ਜਾਂ ਇਸ ਤੋਂ ਵੀ ਵੱਧ ਜਾਵੇਗਾ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਹੁਣ ਤੱਕ, ਦਾ ਮੁੱਖ ਯੰਤਰਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ, ਅਲਟਰਾ-ਹਾਈ ਸਪੀਡ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ, ਦੀ LTOI ਵਿੱਚ ਪੁਸ਼ਟੀ ਨਹੀਂ ਕੀਤੀ ਗਈ ਹੈ।
ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲਾਂ LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ, ਜਿਸਦੀ ਬਣਤਰ ਚਿੱਤਰ 1 ਵਿੱਚ ਦਿਖਾਈ ਗਈ ਹੈ। ਇੰਸੂਲੇਟਰ 'ਤੇ ਲਿਥੀਅਮ ਟੈਂਟਲੇਟ ਦੀ ਹਰੇਕ ਪਰਤ ਦੀ ਬਣਤਰ ਦੇ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੁਆਰਾ, ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਅਤੇ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ ਤਰੰਗ ਦੇ ਮੇਲ ਖਾਂਦੇ ਪ੍ਰਸਾਰ ਗਤੀਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਮੋਡੂਲੇਟਰਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਦੇ ਸੰਦਰਭ ਵਿੱਚ, ਇਸ ਕੰਮ ਵਿੱਚ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਪਹਿਲੀ ਵਾਰ ਚਾਂਦੀ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਚਾਲਕਤਾ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਸਮੱਗਰੀ ਵਜੋਂ ਵਰਤਣ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦਿੱਤਾ, ਅਤੇ ਚਾਂਦੀ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੇ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਸੋਨੇ ਦੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਦੇ ਨੁਕਸਾਨ ਨੂੰ 82% ਤੱਕ ਘਟਾਉਣ ਲਈ ਦਿਖਾਇਆ ਗਿਆ।
ਚਿੱਤਰ 1 LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਢਾਂਚਾ, ਪੜਾਅ ਮੈਚਿੰਗ ਡਿਜ਼ਾਈਨ, ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਨੁਕਸਾਨ ਟੈਸਟ।
ਚਿੱਤਰ 2 LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡੂਲੇਟਰ ਦੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਉਪਕਰਣ ਅਤੇ ਨਤੀਜਿਆਂ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈਤੀਬਰਤਾ ਸੰਚਾਲਿਤਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸਿੱਧੀ ਖੋਜ (IMDD)। ਪ੍ਰਯੋਗ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ 25% SD-FEC ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ 3.8×10⁻² ਦੇ ਮਾਪੇ BER ਦੇ ਨਾਲ 176 GBd ਦੀ ਸਾਈਨ ਰੇਟ 'ਤੇ PAM8 ਸਿਗਨਲਾਂ ਨੂੰ ਸੰਚਾਰਿਤ ਕਰ ਸਕਦਾ ਹੈ। 200 GBd PAM4 ਅਤੇ 208 GBd PAM2 ਦੋਵਾਂ ਲਈ, BER 15% SD-FEC ਅਤੇ 7% HD-FEC ਦੀ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਤੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਘੱਟ ਸੀ। ਚਿੱਤਰ 3 ਵਿੱਚ ਅੱਖ ਅਤੇ ਹਿਸਟੋਗ੍ਰਾਮ ਟੈਸਟ ਦੇ ਨਤੀਜੇ ਦ੍ਰਿਸ਼ਟੀਗਤ ਤੌਰ 'ਤੇ ਦਰਸਾਉਂਦੇ ਹਨ ਕਿ LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਨੂੰ ਉੱਚ ਰੇਖਿਕਤਾ ਅਤੇ ਘੱਟ ਬਿੱਟ ਗਲਤੀ ਦਰ ਵਾਲੇ ਹਾਈ-ਸਪੀਡ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵਰਤਿਆ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ।
ਚਿੱਤਰ 2 ਲਈ LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਯੋਗ ਕਰੋਤੀਬਰਤਾ ਮੋਡਿਊਲੇਟ ਕੀਤੀ ਗਈਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਪ੍ਰਣਾਲੀ ਵਿੱਚ ਸਿੱਧੀ ਖੋਜ (IMDD) (a) ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਯੰਤਰ; (b) ਸਾਈਨ ਰੇਟ ਦੇ ਇੱਕ ਫੰਕਸ਼ਨ ਵਜੋਂ PAM8(ਲਾਲ), PAM4(ਹਰਾ) ਅਤੇ PAM2(ਨੀਲਾ) ਸਿਗਨਲਾਂ ਦੀ ਮਾਪੀ ਗਈ ਬਿੱਟ ਗਲਤੀ ਦਰ (BER); (c) 25% SD-FEC ਸੀਮਾ ਤੋਂ ਹੇਠਾਂ ਬਿੱਟ-ਗਲਤੀ ਦਰ ਮੁੱਲਾਂ ਵਾਲੇ ਮਾਪਾਂ ਲਈ ਐਕਸਟਰੈਕਟ ਕੀਤੀ ਵਰਤੋਂ ਯੋਗ ਜਾਣਕਾਰੀ ਦਰ (AIR, ਡੈਸ਼ਡ ਲਾਈਨ) ਅਤੇ ਸੰਬੰਧਿਤ ਨੈੱਟ ਡੇਟਾ ਦਰ (NDR, ਠੋਸ ਲਾਈਨ); (d) PAM2, PAM4, PAM8 ਮੋਡੂਲੇਸ਼ਨ ਦੇ ਅਧੀਨ ਅੱਖਾਂ ਦੇ ਨਕਸ਼ੇ ਅਤੇ ਅੰਕੜਾ ਹਿਸਟੋਗ੍ਰਾਮ।
ਇਹ ਕੰਮ 110 GHz ਦੀ 3 dB ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਦੇ ਨਾਲ ਪਹਿਲੇ ਹਾਈ-ਸਪੀਡ LTOI ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟਿਕ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਤੀਬਰਤਾ ਮੋਡਿਊਲੇਸ਼ਨ ਡਾਇਰੈਕਟ ਡਿਟੈਕਸ਼ਨ IMDD ਟ੍ਰਾਂਸਮਿਸ਼ਨ ਪ੍ਰਯੋਗਾਂ ਵਿੱਚ, ਡਿਵਾਈਸ 405 Gbit/s ਦੀ ਸਿੰਗਲ ਕੈਰੀਅਰ ਨੈੱਟ ਡੇਟਾ ਦਰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਮੌਜੂਦਾ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ-ਆਪਟੀਕਲ ਪਲੇਟਫਾਰਮਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ LNOI ਅਤੇ ਪਲਾਜ਼ਮਾ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰਾਂ ਦੇ ਸਭ ਤੋਂ ਵਧੀਆ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਮੁਕਾਬਲੇ ਹੈ। ਭਵਿੱਖ ਵਿੱਚ, ਵਧੇਰੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਵਰਤੋਂਆਈਕਿਊ ਮੋਡਿਊਲੇਟਰਡਿਜ਼ਾਈਨ ਜਾਂ ਵਧੇਰੇ ਉੱਨਤ ਸਿਗਨਲ ਗਲਤੀ ਸੁਧਾਰ ਤਕਨੀਕਾਂ, ਜਾਂ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਰਗੇ ਘੱਟ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਨੁਕਸਾਨ ਵਾਲੇ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, ਲਿਥੀਅਮ ਟੈਂਟਲੇਟ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਤੋਂ 2 Tbit/s ਜਾਂ ਵੱਧ ਸੰਚਾਰ ਦਰਾਂ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਦੀ ਉਮੀਦ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ। LTOI ਦੇ ਖਾਸ ਫਾਇਦਿਆਂ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਘੱਟ ਬਾਇਰਫ੍ਰਿੰਜੈਂਸ ਅਤੇ ਹੋਰ RF ਫਿਲਟਰ ਬਾਜ਼ਾਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਵਿਆਪਕ ਵਰਤੋਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਸਕੇਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਨਾਲ, ਲਿਥੀਅਮ ਟੈਂਟਲੇਟ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਹਾਈ-ਸਪੀਡ ਆਪਟੀਕਲ ਸੰਚਾਰ ਨੈਟਵਰਕ ਅਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵੇਵ ਫੋਟੋਨਿਕਸ ਪ੍ਰਣਾਲੀਆਂ ਲਈ ਘੱਟ-ਲਾਗਤ, ਘੱਟ-ਪਾਵਰ ਅਤੇ ਅਤਿ-ਹਾਈ-ਸਪੀਡ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰੇਗੀ।
ਪੋਸਟ ਸਮਾਂ: ਦਸੰਬਰ-11-2024