Optik modulyatorlar, to'lqin yo'riqnomalari, integral mikrosxemalar uchun 8 dyuymli LNOI (izolyatordagi LiNbO3) plastina
Batafsil diagramma
Kirish
Izolyatorli lityum niobati (LNOI) plitalari turli ilg'or optik va elektron ilovalarda qo'llaniladigan zamonaviy materialdir. Ushbu plitalar lityum niobatining (LiNbO₃) yupqa qatlamini odatda kremniy yoki boshqa mos materialga ion implantatsiyasi va plastinka bog'lash kabi murakkab texnikalardan foydalangan holda izolyatsiyalovchi substratga o'tkazish orqali ishlab chiqariladi. LNOI texnologiyasi kremniy izolyatorli (SOI) plastinka texnologiyasi bilan ko'plab o'xshashliklarga ega, ammo piezoelektrik, piroelektrik va chiziqli bo'lmagan optik xususiyatlari bilan mashhur bo'lgan lityum niobatining noyob optik xususiyatlaridan foydalanadi.
LNOI plastinkalari yuqori chastotali va yuqori tezlikdagi ilovalardagi yuqori ishlashi tufayli integratsiyalashgan optika, telekommunikatsiya va kvant hisoblash kabi sohalarda katta e'tibor qozondi. Plitalar lityum niobat yupqa plyonkasining qalinligini aniq boshqarish imkonini beruvchi "Smart-cut" texnikasi yordamida ishlab chiqariladi, bu esa plastinkalarning turli ilovalar uchun talab qilinadigan texnik xususiyatlarga javob berishini ta'minlaydi.
Printsip
LNOI plastinkalarini yaratish jarayoni lityum niobat kristalining katta hajmidan boshlanadi. Kristall ion implantatsiyasidan o'tadi, bu yerda yuqori energiyali geliy ionlari lityum niobat kristalining yuzasiga kiritiladi. Bu ionlar kristallga ma'lum bir chuqurlikka kirib boradi va kristall tuzilishini buzadi, keyinchalik kristallni yupqa qatlamlarga ajratish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan mo'rt tekislikni hosil qiladi. Geliy ionlarining solishtirma energiyasi implantatsiya chuqurligini boshqaradi, bu esa oxirgi lityum niobat qatlamining qalinligiga bevosita ta'sir qiladi.
Ion implantatsiyasidan so'ng, lityum niobat kristalli substratga plastinka bog'lash deb ataladigan usul yordamida bog'lanadi. Bog'lash jarayoni odatda to'g'ridan-to'g'ri bog'lash usulidan foydalanadi, bu yerda ikkita sirt (ion implantatsiyasi qilingan lityum niobat kristalli va substrat) yuqori harorat va bosim ostida bir-biriga bosilib, kuchli bog'lanish hosil qiladi. Ba'zi hollarda qo'shimcha tayanch sifatida benzosiklobuten (BCB) kabi yopishqoq materialdan foydalanish mumkin.
Bog'lashdan so'ng, plastinka ion implantatsiyasi natijasida kelib chiqqan har qanday zararni tuzatish va qatlamlar orasidagi bog'lanishni kuchaytirish uchun tavlash jarayonidan o'tadi. Tavlash jarayoni shuningdek, yupqa lityum niobat qatlamini asl kristalldan ajratishga yordam beradi va qurilma ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan yupqa, yuqori sifatli lityum niobat qatlamini qoldiradi.
Texnik xususiyatlar
LNOI plastinkalari yuqori samarali dasturlar uchun mosligini ta'minlaydigan bir nechta muhim xususiyatlar bilan tavsiflanadi. Bularga quyidagilar kiradi:
Materiallar xususiyatlari
| Materiallar | Texnik xususiyatlar |
| Materiallar | Bir hil: LiNbO3 |
| Materiallar sifati | Pufakchalar yoki qo'shimchalar <100 μm |
| Yo'nalish | Y shaklidagi kesim ±0,2° |
| Zichlik | 4,65 g/sm³ |
| Kyuri harorati | 1142 ±1°C |
| Shaffoflik | 450-700 nm oralig'ida >95% (10 mm qalinlikda) |
Ishlab chiqarish xususiyatlari
| Parametr | Texnik xususiyatlar |
| Diametri | 150 mm ±0,2 mm |
| Qalinligi | 350 μm ± 10 μm |
| Tekislik | <1.3 mkm |
| Umumiy qalinlik o'zgarishi (TTV) | 150 mm plastinkada <70 μm warp |
| Mahalliy qalinlik o'zgarishi (LTV) | <70 μm @ 150 mm plastinka |
| Qo'pollik | Rq ≤0.5 nm (AFM RMS qiymati) |
| Sirt sifati | 40-20 |
| Zarrachalar (olib tashlanmaydigan) | 100-200 μm ≤3 zarrachalar |
| Chipslar | <300 μm (to'liq plastinka, istisno zonasi yo'q) |
| Yoriqlar | Yoriqlar yo'q (to'liq gofret) |
| Kontaminatsiya | Ketmaydigan dog'lar yo'q (to'liq vafli) |
| Parallelizm | <30 arksekund |
| Yo'nalish mos yozuvlar tekisligi (X o'qi) | 47 ±2 mm |
Ilovalar
LNOI plastinkalari o'ziga xos xususiyatlari tufayli keng ko'lamli dasturlarda, xususan, fotonika, telekommunikatsiya va kvant texnologiyalari sohalarida qo'llaniladi. Asosiy qo'llanmalarning ba'zilari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
Integratsiyalashgan optika:LNOI plastinkalari integral optik sxemalarda keng qo'llaniladi, bu yerda ular modulyatorlar, to'lqin yo'riqnomalari va rezonatorlar kabi yuqori samarali fotonik qurilmalarni ishga tushirish imkonini beradi. Litiy niobatning yuqori chiziqli bo'lmagan optik xususiyatlari uni samarali yorug'lik manipulyatsiyasini talab qiladigan ilovalar uchun ajoyib tanlovga aylantiradi.
Telekommunikatsiyalar:LNOI plastinkalari optik modulyatorlarda qo'llaniladi, ular optik tolali tarmoqlarni o'z ichiga olgan yuqori tezlikdagi aloqa tizimlarida muhim komponentlar hisoblanadi. Yuqori chastotalarda yorug'likni modulyatsiya qilish qobiliyati LNOI plastinkalarini zamonaviy telekommunikatsiya tizimlari uchun ideal qiladi.
Kvant hisoblash:Kvant texnologiyalarida LNOI plitalari kvant kompyuterlari va kvant aloqa tizimlari uchun komponentlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. LNOI ning chiziqli bo'lmagan optik xususiyatlari kvant kalit taqsimoti va kvant kriptografiyasi uchun juda muhim bo'lgan chalkash foton juftliklarini yaratish uchun ishlatiladi.
Sensorlar:LNOI plitalari optik va akustik sensorlar kabi turli xil sensorli dasturlarda qo'llaniladi. Ularning yorug'lik va tovush bilan o'zaro ta'sir qilish qobiliyati ularni turli xil sensorli texnologiyalar uchun ko'p qirrali qiladi.
TSS
Q:LNOI texnologiyasi nima?
A:LNOI texnologiyasi yupqa lityum niobat plyonkasini izolyatsion substratga, odatda kremniyga o'tkazishni o'z ichiga oladi. Ushbu texnologiya lityum niobatning yuqori chiziqli bo'lmagan optik xususiyatlari, pyezoelektrikligi va piroelektrikligi kabi noyob xususiyatlaridan foydalanadi, bu esa uni integratsiyalashgan optika va telekommunikatsiya uchun ideal qiladi.
Q:LNOI va SOI gofretlari o'rtasidagi farq nima?
A: LNOI va SOI plitalari substratga bog'langan yupqa material qatlamidan iboratligi bilan o'xshashdir. Biroq, LNOI plitalari yupqa plyonka materiali sifatida lityum niobatidan foydalanadi, SOI plitalari esa kremniydan foydalanadi. Asosiy farq yupqa plyonka materialining xususiyatlarida bo'lib, LNOI yuqori optik va pyezoelektrik xususiyatlarga ega.
Q:LNOI gofretlaridan foydalanishning afzalliklari nimada?
A: LNOI plastinkalarining asosiy afzalliklari ularning yuqori chiziqli bo'lmagan optik koeffitsientlar kabi ajoyib optik xususiyatlari va mexanik mustahkamligini o'z ichiga oladi. Bu xususiyatlar LNOI plastinkalarini yuqori tezlikda, yuqori chastotali va kvant dasturlarida foydalanish uchun ideal qiladi.
Q:LNOI plastinalari kvant dasturlari uchun ishlatilishi mumkinmi?
A: Ha, LNOI plitalari chalkash foton juftliklarini yaratish qobiliyati va integral fotonika bilan mosligi tufayli kvant texnologiyalarida keng qo'llaniladi. Bu xususiyatlar kvant hisoblash, aloqa va kriptografiyada qo'llanilishi uchun juda muhimdir.
Q:LNOI plyonkalarining odatiy qalinligi qancha?
A:LNOI plyonkalarining qalinligi odatda bir necha yuz nanometrdan bir necha mikrometrgacha bo'ladi, bu aniq qo'llanilishga bog'liq. Qalinligi ion implantatsiyasi jarayonida nazorat qilinadi.
