Moduladores de tantalato de litio de película delgada de alto rendimiento basados en el proceso Damasceno de cobre

Área de la Ciencia:

• Fotónica y Ciencia de Materiales
• Óptica Integrada
• Fabricación de Semiconductores

Sus antecedentes:

• La conversión de señales eléctricas a ópticas es crucial para las comunicaciones ópticas, lo que exige la cointegración con la electrónica.
• El tantalato de litio de película delgada (TFLN) es una plataforma electro-óptica prometedora pero enfrenta desafíos de integración con los procesos microelectrónicos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un enfoque de fabricación compatible con la electrónica para moduladores TFLN.
• Mejorar el rendimiento y la escalabilidad de los dispositivos electro-ópticos basados en TFLN.

Principales métodos:

• Incorporación del proceso Damasceno de cobre en la fabricación de moduladores TFLN.
• Caracterización de la pérdida de microondas, el manejo de potencia óptica y la estabilidad del voltaje.
• Experimentos de transmisión de datos de alta velocidad utilizando modulación PAM4 y PAM8.

Principales resultados:

• El proceso Damasceno de cobre permite la fabricación escalable de moduladores TFLN compatible con la electrónica.
• Los dispositivos muestran una pérdida de microondas ~10% menor en comparación con los diseños de electrodos de oro.
• Se logró un manejo de potencia óptica de nivel de vatio y un voltaje semionda cuasi-estático estable (1 Hz–1 MHz).
• Se demostraron altas tasas de transmisión de datos de 416 Gbit/s (PAM4) y 540 Gbit/s (PAM8).

Conclusiones:

• El proceso Damasceno de cobre ofrece una ruta práctica para la integración escalable de moduladores electro-ópticos TFLN con la microelectrónica.
• Este avance facilita la integración chip-en-oblea para sistemas de comunicación óptica de próxima generación.