ເວເຟີ LNOI 8 ນິ້ວ (LiNbO3 ເທິງສະນວນກັນຄວາມຮ້ອນ) ສຳລັບຕົວດັດແປງແສງ ທໍ່ນຳຄື້ນ ວົງຈອນປະສົມປະສານ
ແຜນວາດລະອຽດ
ບົດນຳ
ເວເຟີ Lithium Niobate on Insulator (LNOI) ເປັນວັດສະດຸທີ່ທັນສະໄໝທີ່ໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ທາງດ້ານແສງ ແລະ ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ກ້າວໜ້າຕ່າງໆ. ເວເຟີເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຜະລິດໂດຍການໂອນຊັ້ນບາງໆຂອງ lithium niobate (LiNbO₃) ລົງເທິງຊັ້ນຮອງ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຊິລິກອນ ຫຼື ວັດສະດຸອື່ນໆທີ່ເໝາະສົມ, ໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກທີ່ຊັບຊ້ອນເຊັ່ນ: ການຝັງໄອອອນ ແລະ ການຜູກມັດເວເຟີ. ເທັກໂນໂລຢີ LNOI ມີຄວາມຄ້າຍຄືກັນຫຼາຍຢ່າງກັບເທັກໂນໂລຢີເວເຟີ Silicon on Insulator (SOI) ແຕ່ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນສົມບັດທາງດ້ານແສງທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ lithium niobate, ວັດສະດຸທີ່ຮູ້ຈັກກັນດີໃນດ້ານລັກສະນະທາງແສງ piezoelectric, pyroelectric, ແລະ nonlinear.
ເວເຟີ LNOI ໄດ້ຮັບຄວາມສົນໃຈຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ທັດສະນະສາດປະສົມປະສານ, ໂທລະຄົມມະນາຄົມ, ແລະ ການປະມວນຜົນແບບຄວອນຕຳ ເນື່ອງຈາກປະສິດທິພາບທີ່ດີກວ່າໃນການນຳໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງ ແລະ ຄວາມໄວສູງ. ເວເຟີດັ່ງກ່າວຜະລິດໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກ "Smart-cut", ເຊິ່ງຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດຄວບຄຸມຄວາມໜາຂອງຟິມບາງ lithium niobate ໄດ້ຢ່າງຊັດເຈນ, ຮັບປະກັນວ່າເວເຟີຕອບສະໜອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ຕ້ອງການສຳລັບການນຳໃຊ້ຕ່າງໆ.
ຫຼັກການ
ຂະບວນການສ້າງແຜ່ນ LNOI ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍຜລຶກ lithium niobate ຂະໜາດໃຫຍ່. ຜລຶກດັ່ງກ່າວຜ່ານການຝັງໄອອອນ, ບ່ອນທີ່ໄອອອນຮີລຽມພະລັງງານສູງຖືກນຳເຂົ້າສູ່ພື້ນຜິວຂອງຜລຶກ lithium niobate. ໄອອອນເຫຼົ່ານີ້ເຈາະເຂົ້າໄປໃນຜລຶກໄປສູ່ຄວາມເລິກສະເພາະ ແລະ ລົບກວນໂຄງສ້າງຜລຶກ, ສ້າງເປັນພື້ນຜິວທີ່ແຕກຫັກງ່າຍ ເຊິ່ງສາມາດນຳໃຊ້ເພື່ອແຍກຜລຶກອອກເປັນຊັ້ນບາງໆໃນພາຍຫຼັງ. ພະລັງງານສະເພາະຂອງໄອອອນຮີລຽມຄວບຄຸມຄວາມເລິກຂອງການຝັງ, ເຊິ່ງສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນ lithium niobate ສຸດທ້າຍ.
ຫຼັງຈາກການຝັງໄອອອນ, ຜລຶກ lithium niobate ຈະຖືກຜູກມັດກັບຊັ້ນຮອງໂດຍໃຊ້ເຕັກນິກທີ່ເອີ້ນວ່າການຜູກມັດ wafer. ຂະບວນການຜູກມັດໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວໃຊ້ວິທີການຜູກມັດໂດຍກົງ, ບ່ອນທີ່ສອງພື້ນຜິວ (ຜລຶກ lithium niobate ທີ່ຝັງໄອອອນ ແລະ ຊັ້ນຮອງ) ຖືກກົດເຂົ້າກັນພາຍໃຕ້ອຸນຫະພູມ ແລະ ຄວາມກົດດັນສູງເພື່ອສ້າງການຜູກມັດທີ່ແຂງແຮງ. ໃນບາງກໍລະນີ, ວັດສະດຸກາວເຊັ່ນ benzocyclobutene (BCB) ອາດຈະຖືກນຳໃຊ້ເພື່ອການຮອງຮັບເພີ່ມເຕີມ.
ຫຼັງຈາກການຜູກມັດ, ແຜ່ນເວເຟີຈະຜ່ານຂະບວນການອົບແຫ້ງເພື່ອສ້ອມແປງຄວາມເສຍຫາຍທີ່ເກີດຈາກການຝັງຕົວຂອງໄອອອນ ແລະ ເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍການຜູກມັດລະຫວ່າງຊັ້ນຕ່າງໆ. ຂະບວນການອົບແຫ້ງຍັງຊ່ວຍໃຫ້ຊັ້ນລີທຽມໄນໂອເບດບາງໆແຍກອອກຈາກຜລຶກຕົ້ນສະບັບ, ໂດຍປະໄວ້ຊັ້ນລີທຽມໄນໂອເບດທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງບາງໆທີ່ສາມາດໃຊ້ສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນໄດ້.
ລາຍລະອຽດສະເພາະ
ເວເຟີ LNOI ມີລັກສະນະສະເພາະຫຼາຍຢ່າງທີ່ຮັບປະກັນຄວາມເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ. ເຫຼົ່ານີ້ລວມມີ:
ຂໍ້ກຳໜົດສະເພາະຂອງວັດສະດຸ
| ວັດສະດຸ | ສະເປັກ |
| ວັດສະດຸ | ເປັນເອກະພາບ: LiNbO3 |
| ຄຸນນະພາບຂອງວັດສະດຸ | ຟອງອາກາດ ຫຼື ສິ່ງປົນເປື້ອນ <100μm |
| ທິດທາງ | ການຕັດແບບ Y ±0.2° |
| ຄວາມໜາແໜ້ນ | 4.65 ກຣາມ/ຊມ³ |
| ອຸນຫະພູມຄູຣີ | 1142 ±1°C |
| ຄວາມໂປ່ງໃສ | >95% ໃນຊ່ວງ 450-700 nm (ໜາ 10 ມມ) |
ຂໍ້ກຳນົດການຜະລິດ
| ພາລາມິເຕີ | ສະເປັກ |
| ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ | 150 ມມ ± 0.2 ມມ |
| ຄວາມໜາ | 350 ໄມໂຄຣມ ±10 ໄມໂຄຣມ |
| ຄວາມຮາບພຽງ | <1.3 ໄມໂຄຣມ |
| ການປ່ຽນແປງຄວາມໜາທັງໝົດ (TTV) | ບິດງໍ <70 μm @ ເວເຟີ 150 ມມ |
| ການປ່ຽນແປງຄວາມໜາຂອງທ້ອງຖິ່ນ (LTV) | <70 μm @ ເວເຟີ 150 ມມ |
| ຄວາມຫຍາບ | Rq ≤0.5 nm (ຄ່າ AFM RMS) |
| ຄຸນນະພາບພື້ນຜິວ | 40-20 |
| ອະນຸພາກ (ບໍ່ສາມາດຖອດອອກໄດ້) | 100-200 μm ≤3 ອະນຸພາກ |
| ມັນຝຣັ່ງທອດ | <300 μm (ເວເຟີເຕັມ, ບໍ່ມີເຂດຍົກເວັ້ນ) |
| ຮອຍແຕກ | ບໍ່ມີຮອຍແຕກ (ແຜ່ນແພເຕັມ) |
| ການປົນເປື້ອນ | ບໍ່ມີຮອຍເປື້ອນທີ່ບໍ່ສາມາດລຶບອອກໄດ້ (ແຜ່ນແພເຕັມ) |
| ຄວາມຂະໜານ | <30 ອາກວິນາທີ |
| ພື້ນອ້າງອີງການວາງທິດທາງ (ແກນ X) | 47 ±2 ມມ |
ແອັບພລິເຄຊັນ
ເວເຟີ LNOI ຖືກນຳໃຊ້ໃນການນຳໃຊ້ທີ່ຫຼາກຫຼາຍເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງມັນ, ໂດຍສະເພາະໃນຂົງເຂດໂຟໂຕນິກ, ໂທລະຄົມມະນາຄົມ, ແລະ ເຕັກໂນໂລຊີຄວອນຕຳ. ບາງການນຳໃຊ້ທີ່ສຳຄັນລວມມີ:
ທັດສະນະສາດປະສົມປະສານ:ເວເຟີ LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນວົງຈອນແສງປະສົມປະສານ, ບ່ອນທີ່ພວກມັນເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນໂຟໂຕນິກປະສິດທິພາບສູງເຊັ່ນ: ໂມດູເລດ, ຄື້ນນຳທາງ, ແລະ ເຄື່ອງສະທ້ອນແສງ. ຄຸນສົມບັດທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ສູງຂອງ lithium niobate ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນທາງເລືອກທີ່ດີເລີດສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການການຈັດການແສງທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ໂທລະຄົມມະນາຄົມ:ເວເຟີ LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ໃນຕົວດັດແປງແສງ, ເຊິ່ງເປັນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນໃນລະບົບການສື່ສານຄວາມໄວສູງ, ລວມທັງເຄືອຂ່າຍເສັ້ນໄຍແກ້ວນໍາແສງ. ຄວາມສາມາດໃນການດັດແປງແສງໃນຄວາມຖີ່ສູງເຮັດໃຫ້ເວເຟີ LNOI ເຫມາະສົມສໍາລັບລະບົບໂທລະຄົມມະນາຄົມທີ່ທັນສະໄໝ.
ການຄຳນວນຄວອນຕຳ:ໃນເຕັກໂນໂລຊີ quantum, ແຜ່ນເວເຟີ LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຜະລິດອົງປະກອບສໍາລັບຄອມພິວເຕີ quantum ແລະລະບົບການສື່ສານ quantum. ຄຸນສົມບັດທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຂອງ LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສ້າງຄູ່ໂຟຕອນທີ່ພັນກັນ, ເຊິ່ງມີຄວາມສໍາຄັນຕໍ່ການແຈກຢາຍຄີ quantum ແລະລະຫັດ quantum.
ເຊັນເຊີ:ແຜ່ນແພ LNOI ຖືກນໍາໃຊ້ໃນການນໍາໃຊ້ການຮັບຮູ້ຕ່າງໆ, ລວມທັງເຊັນເຊີທາງດ້ານແສງ ແລະ ສຽງ. ຄວາມສາມາດໃນການພົວພັນກັບທັງແສງ ແລະ ສຽງເຮັດໃຫ້ມັນມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍສໍາລັບເຕັກໂນໂລຢີການຮັບຮູ້ປະເພດຕ່າງໆ.
ຄຳຖາມທີ່ຖືກຖາມເລື້ອຍໆ
Q:ເຕັກໂນໂລຊີ LNOI ແມ່ນຫຍັງ?
ກ: ເທັກໂນໂລຢີ LNOI ກ່ຽວຂ້ອງກັບການໂອນຟິມ lithium niobate ບາງໆໄປໃສ່ຊັ້ນຮອງປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຊິລິກອນ. ເທັກໂນໂລຢີນີ້ໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄຸນສົມບັດທີ່ເປັນເອກະລັກຂອງ lithium niobate, ເຊັ່ນ: ຄຸນລັກສະນະທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ສູງ, piezoelectricity, ແລະ pyroelectricity, ເຮັດໃຫ້ມັນເໝາະສົມສຳລັບ optical ແລະ ໂທລະຄົມມະນາຄົມແບບປະສົມປະສານ.
Q:ຄວາມແຕກຕ່າງລະຫວ່າງເວເຟີ LNOI ແລະ SOI ແມ່ນຫຍັງ?
ກ: ທັງເວເຟີ LNOI ແລະ SOI ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນ ໂດຍພວກມັນປະກອບດ້ວຍຊັ້ນບາງໆຂອງວັດສະດຸທີ່ຕິດກັບຊັ້ນຮອງພື້ນ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເວເຟີ LNOI ໃຊ້ lithium niobate ເປັນວັດສະດຸຟິມບາງ, ໃນຂະນະທີ່ເວເຟີ SOI ໃຊ້ຊິລິໂຄນ. ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນແມ່ນຢູ່ໃນຄຸນສົມບັດຂອງວັດສະດຸຟິມບາງ, ໂດຍ LNOI ສະເໜີຄຸນສົມບັດທາງດ້ານແສງ ແລະ piezoelectric ທີ່ດີກວ່າ.
Q:ຂໍ້ດີຂອງການໃຊ້ເວເຟີ LNOI ແມ່ນຫຍັງ?
ກ: ຂໍ້ໄດ້ປຽບຕົ້ນຕໍຂອງເວເຟີ LNOI ປະກອບມີຄຸນສົມບັດທາງດ້ານແສງທີ່ດີເລີດຂອງມັນ, ເຊັ່ນ: ສຳປະສິດທາງດ້ານແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ສູງ, ແລະ ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກຂອງມັນ. ລັກສະນະເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ເວເຟີ LNOI ເໝາະສຳລັບການໃຊ້ໃນການໃຊ້ງານຄວາມໄວສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະ ການນຳໃຊ້ແບບ quantum.
Q:ເວເຟີ LNOI ສາມາດໃຊ້ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ quantum ໄດ້ບໍ?
ກ: ແມ່ນແລ້ວ, ເວເຟີ LNOI ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຕັກໂນໂລຊີ quantum ເນື່ອງຈາກຄວາມສາມາດໃນການສ້າງຄູ່ໂຟຕອນທີ່ພັນກັນ ແລະ ຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຂອງພວກມັນກັບໂຟໂຕນິກປະສົມປະສານ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນການຄິດໄລ່ quantum, ການສື່ສານ ແລະ ການເຂົ້າລະຫັດ.
Q:ຄວາມໜາໂດຍສະເລ່ຍຂອງຟິມ LNOI ແມ່ນເທົ່າໃດ?
ກ: ຟິມ LNOI ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວມີຄວາມໜາຕັ້ງແຕ່ສອງສາມຮ້ອຍນາໂນແມັດຈົນເຖິງຫຼາຍໄມໂຄຣແມັດ, ຂຶ້ນກັບການນຳໃຊ້ສະເພາະ. ຄວາມໜາແມ່ນຖືກຄວບຄຸມໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຝັງໄອອອນ.
