8 инчийн LNOI (тусгаарлагч дээрх LiNbO3) Оптик модуляторуудын долгион хөтлүүрийн нэгдсэн хэлхээ
Нарийвчилсан диаграмм
Танилцуулга
Lithium Niobate on Insulator (LNOI) хавтан нь янз бүрийн дэвшилтэт оптик болон электрон хэрэглээнд ашиглагддаг хамгийн сүүлийн үеийн материал юм. Эдгээр ялтсуудыг ион суулгац, өрөмтэй холбох гэх мэт нарийн техник ашиглан литийн ниобатын (LiNbO₃) нимгэн давхаргыг дулаалгын субстрат, ихэвчлэн цахиур эсвэл өөр тохиромжтой материал дээр шилжүүлэн үйлдвэрлэдэг. LNOI технологи нь Silicon on Insulator (SOI) хавтанцар технологитой ижил төстэй олон талтай боловч пьезоэлектрик, пироэлектрик болон шугаман бус оптик шинж чанараараа алдартай материал болох литийн ниобатын өвөрмөц оптик шинж чанарыг ашигладаг.
LNOI хавтангууд нь өндөр давтамж, өндөр хурдны хэрэглээнд өндөр гүйцэтгэлтэй байдгаараа нэгдсэн оптик, харилцаа холбоо, квант тооцоолол зэрэг салбарт ихээхэн анхаарал хандуулсан. Өргөст хавтангуудыг "Ухаалаг зүсэх" техникийг ашиглан үйлдвэрлэдэг бөгөөд энэ нь литийн ниобатын нимгэн хальсны зузааныг нарийн хянах боломжийг олгодог бөгөөд вафель нь янз бүрийн хэрэглээнд шаардагдах техникийн үзүүлэлтүүдийг хангаж өгдөг.
зарчим
LNOI өрмөнцөрийг бүтээх үйл явц нь бөөнөөр нь лити ниобатын талстаас эхэлдэг. Кристал нь ион суулгацанд ордог бөгөөд тэнд өндөр энергитэй гелий ионууд литийн ниобатын талст гадаргууд нэвтэрдэг. Эдгээр ионууд нь талстыг тодорхой гүнд нэвтэрч, болор бүтцийг эвдэж, эмзэг хавтгай үүсгэдэг бөгөөд дараа нь талстыг нимгэн давхарга болгон тусгаарлахад ашиглаж болно. Гелийн ионуудын тусгай энерги нь суулгацын гүнийг хянадаг бөгөөд энэ нь литийн ниобатын эцсийн давхаргын зузаанд шууд нөлөөлдөг.
Ион суулгацын дараа литийн ниобат талстыг вафер бонд гэж нэрлэдэг техникийг ашиглан субстраттай холбодог. Холбох процесс нь ихэвчлэн шууд холбох аргыг ашигладаг бөгөөд хоёр гадаргууг (ионоор суулгасан литийн ниобат болор ба субстрат) өндөр температур, даралтын дор шахаж, хүчтэй холбоо үүсгэдэг. Зарим тохиолдолд бензоциклобутен (BCB) гэх мэт наалдамхай материалыг нэмэлт дэмжлэг болгон ашиглаж болно.
Холболтын дараа вафель нь ион суулгацын улмаас үүссэн гэмтлийг арилгах, давхаргын хоорондох холбоог сайжруулахын тулд зөөлрүүлэх процесст ордог. Хатаах процесс нь нимгэн литийн ниобатын давхаргыг анхны талстаас салгахад тусалж, төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд ашиглаж болох нимгэн, өндөр чанартай литийн ниобат давхаргыг үлдээдэг.
Үзүүлэлтүүд
LNOI хавтангууд нь өндөр гүйцэтгэлтэй хэрэглээнд тохирохыг баталгаажуулдаг хэд хэдэн чухал үзүүлэлтүүдээр тодорхойлогддог. Үүнд:
Материалын үзүүлэлтүүд.
| .Материал. | .Техникийн үзүүлэлтүүд. |
| Материал | Нэг төрлийн: LiNbO3 |
| Материалын чанар | Бөмбөлөг эсвэл оруулга <100μm |
| Баримтлал | Y-тайрах ±0.2° |
| Нягт | 4.65 г/см³ |
| Кюригийн температур | 1142 ±1°C |
| Ил тод байдал | 450-700 нм мужид >95% (10 мм зузаан) |
Үйлдвэрлэлийн үзүүлэлтүүд.
| .Параметр. | .Тодорхойлолт. |
| Диаметр | 150 мм ± 0.2 мм |
| Зузаан | 350 мкм ±10 мкм |
| Хавтгай байдал | <1.3 мкм |
| Нийт зузааны өөрчлөлт (TTV) | Буцалт <70 μм @ 150 мм хавтан |
| Орон нутгийн зузааны өөрчлөлт (LTV) | <70 μм @ 150 мм-ийн хавтанцар |
| Барзгар байдал | Rq ≤0.5 нм (AFM RMS утга) |
| Гадаргуугийн чанар | 40-20 |
| Бөөмс (зайлдаггүй) | 100-200 мкм ≤3 ширхэгтэй |
| Чипс | <300 мкм (бүтэн вафель, хасах бүс байхгүй) |
| Хагарал | Ямар ч хагарал байхгүй (бүтэн вафель) |
| Бохирдол | Ямар ч арилдаггүй толбо (бүтэн вафель) |
| Параллелизм | <30 нуман секунд |
| Чиглэлийн лавлах хавтгай (X тэнхлэг) | 47 ± 2 мм |
Хэрэглээ
LNOI хавтанцар нь өвөрмөц шинж чанараараа, ялангуяа фотоник, харилцаа холбоо, квант технологийн салбарт өргөн хүрээний хэрэглээнд ашиглагддаг. Гол програмуудын зарим нь:
Нэгдсэн оптик:LNOI хавтанцар нь нэгдсэн оптик хэлхээнд өргөн хэрэглэгддэг ба модулятор, долгион хөтлүүр, резонатор зэрэг өндөр хүчин чадалтай фотоник төхөөрөмжийг идэвхжүүлдэг. Литиум ниобатын өндөр шугаман бус оптик шинж чанарууд нь гэрлийн үр ашигтай зохицуулалтыг шаарддаг хэрэглээнд маш сайн сонголт болгодог.
Харилцаа холбоо:LNOI хавтангуудыг өндөр хурдны холбооны систем, тэр дундаа шилэн кабелийн сүлжээнд зайлшгүй шаардлагатай бүрэлдэхүүн хэсэг болох оптик модуляторуудад ашигладаг. Өндөр давтамжийн гэрлийг өөрчлөх чадвар нь LNOI хавтангуудыг орчин үеийн харилцаа холбооны системд хамгийн тохиромжтой болгодог.
Квантын тооцоолол:Квантын технологид LNOI хавтанцарыг квант компьютер болон квант холбооны системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. LNOI-ийн шугаман бус оптик шинж чанарууд нь орооцолдсон фотон хосуудыг бий болгоход ашиглагддаг бөгөөд энэ нь квант түлхүүрийн хуваарилалт болон квант криптографид чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Мэдрэгч:LNOI хавтангуудыг оптик болон акустик мэдрэгч зэрэг янз бүрийн мэдрэхүйд ашигладаг. Тэдний гэрэл болон дуу чимээтэй харьцах чадвар нь тэдгээрийг янз бүрийн төрлийн мэдрэгч технологид олон талт болгодог.
Түгээмэл асуулт
Q:LNOI технологи гэж юу вэ?
Х: LNOI технологи нь нимгэн литийн ниобат хальсыг тусгаарлагч субстрат, ихэвчлэн цахиур руу шилжүүлэх явдал юм. Энэхүү технологи нь литийн ниобатын өндөр шугаман бус оптик шинж чанар, пьезо цахилгаан, пироэлектрик зэрэг өвөрмөц шинж чанарыг хөшүүрэг болгож, нэгдсэн оптик болон харилцаа холбоонд хамгийн тохиромжтой болгодог.
Q:LNOI болон SOI өргүүрийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Х: LNOI болон SOI хавтан хоёулаа ижил төстэй бөгөөд тэдгээр нь субстратад наалдсан нимгэн материалаас бүрддэг. Гэсэн хэдий ч LNOI хавтан нь литийн ниобатыг нимгэн хальсан материал болгон ашигладаг бол SOI хавтан нь цахиурыг ашигладаг. Гол ялгаа нь нимгэн хальсан материалын шинж чанарт оршдог бөгөөд LNOI нь дээд зэргийн оптик болон пьезоэлектрик шинж чанарыг санал болгодог.
Q:LNOI өрмөнцөр ашиглах нь ямар давуу талтай вэ?
Х: LNOI хавтангийн гол давуу тал нь өндөр шугаман бус оптик коэффициент, механик хүч зэрэг маш сайн оптик шинж чанарууд юм. Эдгээр шинж чанарууд нь LNOI хавтангуудыг өндөр хурд, өндөр давтамж, квант програмуудад ашиглахад тохиромжтой болгодог.
Q:LNOI хавтангуудыг квантын хэрэглээнд ашиглаж болох уу?
Хариулт:Тийм ээ, LNOI хавтан нь орооцолдсон фотон хос үүсгэх чадвартай, нэгдсэн фотониктэй нийцдэг тул квант технологид өргөн хэрэглэгддэг. Эдгээр шинж чанарууд нь квант тооцоолол, харилцаа холбоо, криптографийн хэрэглээний хувьд маш чухал юм.
Q:LNOI киноны ердийн зузаан нь юу вэ?
Х: LNOI хальс нь ихэвчлэн тусгай хэрэглээнээс хамааран хэдэн зуун нанометрээс хэдэн микрометр хүртэл зузаантай байдаг. Ионы суулгацын явцад зузааныг хянадаг.
