铌酸鋰薄膜（TFLN）因其強大的電光係數、較大的光學非線性和較寬的透明窗口，顯示出作為(wei) 集成光子學平台的巨大潛力。

TFLN可用於(yu) 開發各種光電元件，但由於(yu) 铌酸鋰 (LN) 本身不能提供光源和光電檢測，因此大多數TFLN器件必須依賴外部激光器和光電檢測器。片上集成的高性能光電探測器對於(yu) 挖掘 TFLN作為(wei) 光子集成電路 (PIC)平台的潛力至關(guan) 重要。

(a) 帶有預定義(yi) 波導和無源元件的TFLN晶圓。(b)裸InP/InGaAs晶圓。(c) InP/InGaAs晶圓和 TFLN 晶圓鍵合。(d) InP/InGaAs晶圓襯底去除。(e) N mesa幹蝕刻。(f) P mesa幹蝕刻。(g) CPW 焊盤的SU-8基底。(h) 金屬電鍍和脫模。

《fun88网页下载》獲悉，最近發表在《Light: Advanced Manufacturing》上的一篇來自西南交通大學的論文表明，為(wei) 了滿足這一需求，該院校的研究人員將改進型單向載流子（MUTC）光電二極管晶圓異構集成到帶有預定義(yi) 波導和無源元件的TFLN晶片上。MUTC光電二極管同時提高了 TFLN平台的帶寬和響應度。

研究人員通過幹蝕刻LN波導和無源器件來啟動製造過程。他們(men) 采用混合蝕刻方法來形成器件台麵。在完成金屬電鍍和脫模後，對芯片進行切割和拋光。研究小組對外延層結構、LN波導幾何形狀和共麵波導墊幾何形狀等進行了優(you) 化，以實現大帶寬和高響應率。

為(wei) 了評估TFLN器件的性能，該團隊將該器件應用於(yu) 數據傳(chuan) 輸係統。它能高質量地檢測到32 Gbaud的四級脈衝(chong) 幅度調製 (PAM4) 信號。這些結果證明了TFLN平台上的光電二極管在支持下一代高速傳(chuan) 輸係統方麵的潛力。

該器件的3-dB帶寬達到了創紀錄的110 GHz，可與(yu) 最先進的 TFLN 調製器相媲美。基於(yu) 晶圓級TFLN磷化銦（InP）異質集成技術的波導耦合光電二極管在1550納米波長下的暗電流約為(wei) 1 nA（納安培），響應率為(wei) 0.4 A/W（安培/瓦）。

(a) 不同長度器件的測量（藍色圓圈）和模擬（黑色虛線）響應率。(b) 不同有效麵積器件的傳(chuan) 輸時間限製帶寬（藍色實線）、RC限製帶寬（紅色實線）、總帶寬（黑色虛線）和測量帶寬（黑色圓圈）。(c) 32-Gbaud PAM4信號的測量誤碼率(BER)與(yu) 接收光功率的關(guan) 係。(d) 10、20和32 Gbaud PAM4信號的眼圖和測量波形。

TFLN技術實現了嚴(yan) 格的模式約束和高非線性效率，因此在光通信領域得到了廣泛應用。它已被用於(yu) 構建各種緊湊型集成光子器件，包括高性能調製器、偏振管理器件和寬帶梳頻源。

然而，LN在實現光源和光檢測器方麵的固有困難阻礙了基於(yu) TFLN的集成光子學平台的發展。該團隊在TFLN平台上實現了超寬帶光電二極管的晶圓級集成，朝著解決(jue) 這一問題邁出了重要一步。

研究人員證明，在TFLN平台上異構集成光電二極管具有應用於(yu) 下一代高速傳(chuan) 輸係統的潛力。

這項工作為(wei) 實現大規模、多功能、高性能TFLN光子集成電路鋪平了道路。此外，它還為(wei) 超高速光通信、高性能集成微波光子學和多功能集成量子光子學帶來了希望。