Tantalato de litio en circuitos integrados fotónicos

Los circuitos integrados fotónicos (PICS) combinan varios dispositivos y funcionalidades ópticas en un solo chip, lo que impacta significativamente las comunicaciones ópticas y los sistemas informáticos.Durante años, las fotos basadas en silicio lideraron la industria debido a su asequibilidad y compatibilidad con las tecnologías de fabricación de semiconductores existentes, a pesar de sus limitaciones en el ancho de banda de modulación electroóptica.A pesar de estas limitaciones, los chips de transceptor óptico de silicio en aislador se comercializaron con éxito, facilitando el flujo de información a través de numerosas fibras de vidrio en los centros de datos contemporáneos.

La introducción de plataformas de obleas de litio niobato en aislador marca una progresión en el desarrollo de moduladores electroópticos integrados fotónicos, debido a su coeficiente robusto de bolsillos, crucial para la modulación óptica de alta velocidad.Sin embargo, los altos costos y los requisitos de producción complejos han restringido la adopción más amplia y la integración comercial del niobato de litio.El tantalato de litio, estrechamente relacionado con el niobato de litio, presenta posibles soluciones a estos desafíos.Comparte propiedades electroópticas similares con niobato de litio, pero ofrece una mejor escalabilidad y rentabilidad, ya está empleado en filtros de radiofrecuencia 5G por parte de la industria de las telecomunicaciones.
Investigadores dirigido por los investigadores dirigidos por el profesor Tobias J. Kippenberg en EPFL y el Profesor Xin Ou en el Instituto de Microsistema y Tecnología de la Información de la Tecnología de la Información y la Tecnología de la Información de la Información y Tecnología de la Información de la Tecnología de la Información y el Profesor Xin Ou del Instituto de Microsistema y Tecnología de la Información de la Tecnología de la Información y el Profesor Xin Ou del Instituto de Microsistema y Tecnología de la Información.Esta plataforma utiliza los beneficios inherentes del material para hacer que las fotos de alta calidad sean más económicamente factibles.

El equipo ideó una técnica de enlace de obleas compatible con líneas de producción de silicio sobre aislador.Cubrieron la oblea de tantalato de litio de película delgada con guías de ondas ópticas, moduladores y microresonadores de factor de calidad ultra-altura, utilizando una combinación de fotolitografía ultravioleta profunda y técnicas de detección en seco, desarrolladas inicialmente para el niobato de litio y luego adaptado para másEl tantalato de litio más duro y más inerte.Este enfoque dio como resultado la creación de fotos tantaladas de litio eficientes con una tasa de pérdida óptica de solo 5.6 dB/m a la longitud de onda de telecomunicaciones.También incluyó un modulador de mach-dehnder electroóptico, capaz de alcanzar un ancho de banda electroóptico de 40 GHz y con un producto de media onda de 1.9 V cm.

La investigación también produjo microcombras de soliton en esta plataforma, proporcionando numerosas frecuencias coherentes combinadas con capacidades de modulación electroóptica, adecuadas para aplicaciones como la computación coherente y fotónica paralela.La reducción de la birrefringencia en las fotos de tantalato de litio facilita las configuraciones densas de circuitos y las amplias capacidades operativas en todas las bandas de telecomunicaciones, lo que lleva a una fabricación escalable y rentable de fotos electroópticas avanzadas.