Достижения в фотонике ниобата лития: текущее состояние разработки и перспективы

Ниобат лития (LiNbO3, LN) за последние десятилетия претерпел значительное развитие благодаря своим универсальным свойствам, особенно большому электрооптическому (EO) коэффициенту. Например, модуляторы на основе массивного (bulk) LN с высокой скоростью и превосходной линейностью широко используются в типичных волоконно-оптических коммуникационных системах. Однако из-за постоянно растущих требований к пропускной способности сигналов высокая потребляемая мощность и большие размеры устройств на основе bulk LN создают серьёзные проблемы, особенно на фоне бурного развития интегрированной кремниевой фотоники в последние десятилетия. Относительно недавно коммерчески стал доступен высококачественный тонкоплёночный LN на изоляторе (LNOI), что проложило путь к интегрированной LN-фотонике и открыло активную область исследований устройств на LN. LNOI обеспечивает высокий контраст показателей преломления, позволяя удерживать свет в более компактной структуре. В сочетании с другими свойствами LN, такими как нелинейные, акустооптические и пироэлектрические эффекты, могут быть реализованы различные высокопроизводительные интегрированные устройства на LN. В статье представлен всесторонний обзор достижений в LN-фотонике. Поскольку развитие LN-фотоники шло на протяжении нескольких десятилетий, обзор включает некоторые типичные устройства на bulk LN, а также недавно разработанные тонкоплёночные устройства на LN, что даёт читателю полное представление об эволюции этой технологии. Сначала мы рассматриваем основные свойства материала LN и несколько ключевых технологий обработки для изготовления фотонных устройств. Затем суммируются различные функциональные устройства, основанные на разных эффектах. Наконец, даётся краткое резюме и перспективы развития LN-фотоники. Мы надеемся, что этот обзор даст читателям более глубокое понимание последних достижений в LN-фотонике и поспособствует дальнейшему развитию исследований, связанных с LN.