লিথিয়াম ট্যানটালেট (LTOI) উচ্চ গতিইলেক্ট্রো অপটিক মডুলেটর
5G এবং কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) এর মতো নতুন প্রযুক্তির ব্যাপক গ্রহণের দ্বারা চালিত বিশ্বব্যাপী ডেটা ট্র্যাফিক বাড়তে থাকে, যা অপটিক্যাল নেটওয়ার্কের সমস্ত স্তরে ট্রান্সসিভারগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ চ্যালেঞ্জ তৈরি করে। বিশেষত, পরবর্তী প্রজন্মের ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর প্রযুক্তির জন্য শক্তি খরচ এবং খরচ কমানোর সময় একটি একক চ্যানেলে ডেটা স্থানান্তর হার 200 Gbps-এ উল্লেখযোগ্য বৃদ্ধি প্রয়োজন। গত কয়েক বছরে, অপটিক্যাল ট্রান্সসিভার বাজারে সিলিকন ফোটোনিক্স প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, প্রধানত এই কারণে যে সিলিকন ফোটোনিক্স পরিপক্ক CMOS প্রক্রিয়া ব্যবহার করে ব্যাপকভাবে উত্পাদিত হতে পারে। যাইহোক, SOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর যারা ক্যারিয়ারের বিচ্ছুরণের উপর নির্ভর করে তারা ব্যান্ডউইথ, পাওয়ার খরচ, ফ্রি ক্যারিয়ার শোষণ এবং মডুলেশন ননলাইনারিতে বড় চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়। শিল্পের অন্যান্য প্রযুক্তির রুটগুলির মধ্যে রয়েছে InP, পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম niobate LNOI, ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল পলিমার এবং অন্যান্য মাল্টি-প্ল্যাটফর্ম ভিন্নধর্মী ইন্টিগ্রেশন সমাধান। এলএনওআইকে এমন একটি সমাধান হিসাবে বিবেচনা করা হয় যা অতি-উচ্চ গতি এবং কম পাওয়ার মডুলেশনে সর্বোত্তম কর্মক্ষমতা অর্জন করতে পারে, তবে, বর্তমানে এটির ব্যাপক উত্পাদন প্রক্রিয়া এবং ব্যয়ের ক্ষেত্রে কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে। সম্প্রতি, দলটি চমৎকার ফটোইলেক্ট্রিক বৈশিষ্ট্য এবং বড় আকারের উত্পাদন সহ একটি পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম ট্যানটালেট (LTOI) সমন্বিত ফোটোনিক প্ল্যাটফর্ম চালু করেছে, যা অনেক অ্যাপ্লিকেশনে লিথিয়াম নিওবেট এবং সিলিকন অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্মের কর্মক্ষমতার সাথে মেলে বা অতিক্রম করবে বলে আশা করা হচ্ছে। যাইহোক, এখন পর্যন্ত, মূল ডিভাইসঅপটিক্যাল যোগাযোগ, অতি-উচ্চ গতির ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর, LTOI তে যাচাই করা হয়নি।
এই গবেষণায়, গবেষকরা প্রথমে LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর ডিজাইন করেন, যার গঠন চিত্র 1-এ দেখানো হয়েছে। ইনসুলেটরে লিথিয়াম ট্যানটালেটের প্রতিটি স্তরের কাঠামোর নকশা এবং মাইক্রোওয়েভ ইলেক্ট্রোডের পরামিতিগুলির মাধ্যমে প্রসারণ মাইক্রোওয়েভ এবং আলোর তরঙ্গের গতির মিলইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল মডুলেটরউপলব্ধি করা হয় মাইক্রোওয়েভ ইলেক্ট্রোডের ক্ষতি কমানোর পরিপ্রেক্ষিতে, এই কাজের গবেষকরা প্রথমবারের মতো রৌপ্যকে একটি ইলেক্ট্রোড উপাদান হিসাবে ব্যবহার করার প্রস্তাব করেছিলেন যা ভাল পরিবাহিতা ছিল, এবং সিলভার ইলেক্ট্রোড মাইক্রোওয়েভের ক্ষতির তুলনায় 82% কমাতে দেখানো হয়েছিল। ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সোনার ইলেক্ট্রোড।
ডুমুর 1 LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর গঠন, ফেজ ম্যাচিং ডিজাইন, মাইক্রোওয়েভ ইলেক্ট্রোড ক্ষতি পরীক্ষা।
ডুমুর 2 পরীক্ষামূলক যন্ত্রপাতি এবং LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটরের ফলাফল দেখায়তীব্রতা সংশোধিতঅপটিক্যাল যোগাযোগ ব্যবস্থায় সরাসরি সনাক্তকরণ (IMDD)। পরীক্ষাগুলি দেখায় যে LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর 25% SD-FEC থ্রেশহোল্ডের নীচে 3.8×10⁻² এর পরিমাপিত BER সহ 176 GBd সাইন রেটে PAM8 সংকেত প্রেরণ করতে পারে। 200 GBd PAM4 এবং 208 GBd PAM2 উভয়ের জন্য, BER 15% SD-FEC এবং 7% HD-FEC-এর থ্রেশহোল্ডের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ছিল। চিত্র 3-তে চোখ এবং হিস্টোগ্রাম পরীক্ষার ফলাফলগুলি দৃশ্যমানভাবে প্রমাণ করে যে LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর উচ্চ রৈখিকতা এবং কম বিট ত্রুটির হার সহ উচ্চ-গতির যোগাযোগ ব্যবস্থায় ব্যবহার করা যেতে পারে।
ডুমুর 2 এর জন্য LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর ব্যবহার করে পরীক্ষা করুনতীব্রতা সংশোধিতঅপটিক্যাল কমিউনিকেশন সিস্টেমে ডাইরেক্ট ডিটেকশন (আইএমডিডি) (ক) পরীক্ষামূলক ডিভাইস; (b) সাইন রেটের একটি ফাংশন হিসাবে PAM8(লাল), PAM4(সবুজ) এবং PAM2(নীল) সংকেতের পরিমাপ করা বিট ত্রুটি হার (BER); (c) 25% SD-FEC সীমার নিচে বিট-এরর রেট মান সহ পরিমাপের জন্য ব্যবহারযোগ্য তথ্য হার (AIR, ড্যাশড লাইন) এবং সংশ্লিষ্ট নেট ডেটা রেট (NDR, সলিড লাইন) নিষ্কাশন করা হয়েছে; (d) PAM2, PAM4, PAM8 মড্যুলেশনের অধীনে চোখের মানচিত্র এবং পরিসংখ্যানগত হিস্টোগ্রাম।
এই কাজটি 110 GHz এর 3 dB ব্যান্ডউইথ সহ প্রথম উচ্চ-গতির LTOI ইলেক্ট্রো-অপ্টিক মডুলেটর প্রদর্শন করে। তীব্রতা মডুলেশন সরাসরি সনাক্তকরণ IMDD ট্রান্সমিশন পরীক্ষায়, ডিভাইসটি 405 Gbit/s এর একটি একক ক্যারিয়ার নেট ডেটা রেট অর্জন করে, যা বিদ্যমান ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল প্ল্যাটফর্ম যেমন LNOI এবং প্লাজমা মডুলেটরগুলির সেরা কর্মক্ষমতার সাথে তুলনীয়। ভবিষ্যতে, আরও জটিল ব্যবহার করেআইকিউ মডুলেটরডিজাইন বা আরও উন্নত সংকেত ত্রুটি সংশোধন কৌশল, অথবা নিম্ন মাইক্রোওয়েভ ক্ষতি সাবস্ট্রেট যেমন কোয়ার্টজ সাবস্ট্রেট ব্যবহার করে, লিথিয়াম ট্যান্টালেট ডিভাইসগুলি 2 Tbit/s বা তার বেশি যোগাযোগের হার অর্জন করবে বলে আশা করা হচ্ছে। LTOI এর সুনির্দিষ্ট সুবিধার সাথে মিলিত হয়ে, যেমন নিম্ন বায়ারফ্রিংজেন্স এবং অন্যান্য RF ফিল্টার বাজারে এর ব্যাপক প্রয়োগের কারণে স্কেল প্রভাব, লিথিয়াম ট্যান্টালেট ফোটোনিক্স প্রযুক্তি পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চতার জন্য কম খরচে, কম শক্তি এবং অতি-উচ্চ গতির সমাধান প্রদান করবে। -স্পিড অপটিক্যাল কমিউনিকেশন নেটওয়ার্ক এবং মাইক্রোওয়েভ ফটোনিক্স সিস্টেম।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-১১-২০২৪