Рост объёмов передаваемых данных в телекоммуникационных сетях, центрах обработки данных и системах искусственного интеллекта требует фотонных компонентов с высокой пропускной способностью, низким энергопотреблением и компактными размерами. Одним из перспективных решений стала технология тонкоплёночного ниобата лития (Thin-Film Lithium Niobate, TFLN), сочетающая высокую электрооптическую эффективность ниобата лития с возможностями интегральной фотоники. Компания Liniobate разрабатывает фотонные интегральные схемы на основе TFLN, модуляторы и другие высокоскоростные оптические компоненты для телекоммуникаций, центров обработки данных, ИИ-инфраструктуры и измерительных систем.
Введение
Современные оптические системы должны обеспечивать передачу всё больших объёмов информации при одновременном снижении энергопотребления и размеров оборудования. Особенно высокие требования предъявляются к оптическим модуляторам — компонентам, которые преобразуют электрический сигнал в изменения интенсивности или фазы оптического излучения.
Традиционные технологии уже позволяют реализовывать высокоскоростную передачу данных, однако дальнейшее увеличение пропускной способности требует новых материалов и архитектур фотонных интегральных схем. Одним из таких решений и является TFLN.
Рисунок 1. Структура электрооптического фазового модулятора на основе тонкоплёночного ниобата лития
Зачем понадобился тонкоплёночный ниобат лития?
Ниобат лития (LiNbO₃) давно используется в электрооптических модуляторах благодаря выраженному электрооптическому эффекту Поккельса, низким оптическим потерям и способности обеспечивать высокоскоростную модуляцию света. Однако традиционные устройства на основе объёмного кристалла имеют ограничения, связанные с большими размерами и сложностью интеграции. Технология TFLN позволяет сохранить ключевые преимущества материала, одновременно обеспечивая создание компактных фотонных интегральных схем с широкой полосой пропускания и сниженным энергопотреблением.
Предложения на рынке
Рынок тонкоплёночного ниобата лития активно развивается, и сегодня несколько компаний предлагают высокоскоростные электрооптические компоненты на основе этой платформы. Среди наиболее заметных производителей можно выделить HyperLight, Liobate Technologies, Rofea Optoelectronics и Liniobate.
HyperLight ориентируется на создание высокопроизводительных фотонных интегральных схем и TFLN Chiplet™-платформ для систем передачи данных нового поколения. Компания развивает решения с широкой электрооптической полосой пропускания, включая модуляторы с характеристиками свыше 100 ГГц, предназначенные для высокоскоростных оптических соединений и фотонных вычислительных систем.
Liobate Technologies предлагает широкий спектр TFLN-компонентов, включая амплитудные модуляторы, фазовые и IQ-модуляторы. Устройства рассчитаны на высокоскоростные оптические системы связи, включая когерентные системы связи, а также измерительные и мониторинговые приложения.
Компания Liniobate предлагает фотонные интегральные схемы на основе TFLN, амплитудные, фазовые и IQ-модуляторы, а также гибридные амплитудные модуляторы с DFB-лазерным диодом. В линейке представлены устройства, работающие в телекоммуникационных O-, C- и L-диапазонах длин волн. Производитель предлагает модификации с полосой пропускания от 20 до 110 ГГц, предназначенные для высокоскоростных оптических систем связи, центров обработки данных и исследовательских применений.
Beijing Rofea Optoelectronics также разрабатывает амплитудные TFLN-модуляторы для высокоскоростных оптических систем. В линейке представлены решения с полосой пропускания до 110 ГГц.
Сравнение основных характеристик представленных TFLN-модуляторов приведено в таблице 1.
Таблица 1: Сравнение электрооптических амплитудных модуляторов.
Производитель | Beijing Rofea Optoelectronics Co., Ltd. | HyperLight | Liniobate | Liobate Technologies |
|---|---|---|---|---|
| Название | Rof TFLN modulator 110G Intensity Modulator thin film lithium niobate modulator | 110 GHz Intensity Modulator | 110 GHz C-Band Thin-Film Lithium Niobate Intensity Modulator | 67/110 GHz Intensity Modulator |
| Страна | Китай | США | Сингапур | Китай |
| Полоса пропускания | 110 ГГц | 110 ГГц | 110 ГГц | 110 ГГц |
| Полуволновое напряжение | 4 В | 2 В | 4 В | 3 В |
| Вносимые потери | 5 дБ | 5 дБ | 5 дБ | 4,5 дБ |
Как видно из приведённых данных, большинство современных решений имеют сопоставимые показатели по полосе пропускания, достигая значений около 110 ГГц. Основные различия между устройствами связаны с полуволновым напряжением, уровнем вносимых потерь и особенностями реализации конкретного модулятора.
Заключение
TFLN позволяет создавать компактные модуляторы, способные работать на очень высоких скоростях при относительно низком управляющем напряжении. Поэтому такие устройства находят применение в современных системах оптической связи, где одновременно требуются высокая пропускная способность, компактность и энергоэффективность.
Источники:
1.https://www.hyperlightcorp.com/
Современные коммерческие TFLN-модуляторы обладают близкими характеристиками по ключевым параметрам, однако каждое решение имеет свои особенности и преимущества. Для выбора наиболее подходящего устройства важно учитывать не только заявленные характеристики, но и требования конкретного применения. Компания INSCIENCE предлагает экспертную помощь в подборе оборудования и поможет выбрать оптимальный модулятор под задачи заказчика.
Для подбора оптимальной конфигурации оборудования под конкретные задачи воспользуйтесь кнопкой запроса.