მაღალი ხარისხის ელექტრო ოპტიკური მოდულატორი: თხელი ფილმი ლითიუმის ნიობატის მოდულატორი

მაღალი ხარისხის ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორი:თხელი ფილმი ლითიუმის ნიობატის მოდულატორი

ელექტრო ოპტიკური მოდულატორი (EOM მოდულატორი) არის მოდულატორი, რომელიც დამზადებულია გარკვეული ელექტრო-ოპტიკური კრისტალების ელექტრო ოპტიკური ეფექტის გამოყენებით, რომელსაც შეუძლია მაღალი სიჩქარით ელექტრონული სიგნალები გადააქციოს საკომუნიკაციო მოწყობილობებში ოპტიკურ სიგნალებად. როდესაც ელექტრო-ოპტიკური კრისტალი ექვემდებარება გამოყენებითი ელექტრო ველს, შეიცვლება ელექტრო-ოპტიკური ბროლის რეფრაქციული ინდექსი, ხოლო ბროლის ოპტიკური ტალღის მახასიათებლები ასევე შეიცვლება შესაბამისად, ისე, რომ გააცნობიეროს ოპტიკური სიგნალის ამპლიტუდის, ფაზისა და პოლარიზაციის მდგომარეობა და გადაქცეულიყო მაღალსიჩქარიანი სიგნალი კომერციული მოწყობილობით.

ამჟამად, არსებობს სამი ძირითადი ტიპიელექტრო ოპტიკური მოდულატორებიბაზარზე: სილიკონის დაფუძნებული მოდულატორები, ინდიუმის ფოსფიდის მოდულატორები და თხელი ფილმილითიუმის ნიობატის მოდულატორი. მათ შორის, სილიკონს არ აქვს პირდაპირი ელექტრო ოპტიკური კოეფიციენტი, შესრულება უფრო ზოგადია, მხოლოდ შესაფერისია მოკლე დისტანციური მონაცემების გადამცემი გადამცემი მოდულის მოდულის წარმოებისთვის, ინდიუმის ფოსფიდი, თუმცა შესაფერისია საშუალო დისტანციური ოპტიკური კომუნიკაციის ქსელის გადამცემი მოდულისთვის, მაგრამ ინტეგრაციის პროცესის მოთხოვნები უკიდურესად მაღალია, ღირებულება შედარებით მაღალია. ამის საპირისპიროდ, ლითიუმის ნიობატის კრისტალი არა მხოლოდ მდიდარია ფოტოელექტრული ეფექტით, დაადგინეთ ფოტომორფრაქციული ეფექტი, არაწრფივი ეფექტი, ელექტრო-ოპტიკური ეფექტი, აკუსტიკური ოპტიკური ეფექტი, პიეზოელექტრული ეფექტი და თერმოელექტრული ეფექტი ტოლია, ხოლო მისი ცხრილის სტრუქტურა და მდიდარი დეფექტის სტრუქტურა, ლითუმის ნიცულაციით შეიძლება იყოს კონტროლი და ა.შ. მიაღწიეთ უმაღლესი ფოტოელექტროსადგურის შესრულებას, მაგალითად, ელექტრო-ოპტიკური კოეფიციენტი 30.9pm/v- მდე, მნიშვნელოვნად აღემატება ინდიუმის ფოსფიდს, და აქვს მცირე ჩირპის ეფექტი (Chirp ეფექტი: ეხება ფენომენს, რომ პულსის სიხშირე იცვლება ლაზერის პულსის გადაცემის პროცესში. ეფექტი), კარგი გადაშენების თანაფარდობა (სიგნალის "ON" მდგომარეობის საშუალო ენერგიის თანაფარდობა მის "გამორთულ" მდგომარეობაში) და მოწყობილობის უმაღლესი სტაბილურობა. გარდა ამისა, თხელი ფილმის ლითიუმის ნიობატის მოდულატორის სამუშაო მექანიზმი განსხვავდება სილიკონზე დაფუძნებული მოდულატორისა და ინდიუმის ფოსფიდის მოდულატორისგან, არაწრფივი მოდულაციის მეთოდების გამოყენებით, რომელიც იყენებს ხაზოვან ელექტრო-ოპტიკურ ეფექტს ელექტროენერგიის სიგნალის დატვირთვისთვის ოპტიკურ ელექტრონულ ენერგიაზე, ხოლო მოდულაციის მაჩვენებელი, ძირითადად, განისაზღვრება MicroWave– ის ეფექტურობით, როგორც ეს არის MicroWave– ის ეფექტურობით. მოხმარების მიღწევა შესაძლებელია. ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარე, Lithium Niobate გახდა იდეალური არჩევანი მაღალი ხარისხის ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორების მომზადებისთვის, რომელსაც აქვს ფართო სპექტრი პროგრამების 100 გ/400 გ თანმიმდევრულ ოპტიკურ საკომუნიკაციო ქსელებში და ულტრა მაღალი სიჩქარის მონაცემთა ცენტრებში და შეუძლია მიაღწიოს 100 კილომეტრზე მეტ გადაცემას.

ლითიუმის ნიობატი, როგორც "ფოტონის რევოლუციის" დივერსიული მასალა, თუმც შედარებით სილიკონთან და ინდიუმის ფოსფიდთან შედარებით ბევრი უპირატესობა აქვს, მაგრამ ის ხშირად ჩნდება მოწყობილობაში ნაყარი მასალის სახით, შუქი შემოიფარგლება იონის დიფუზიის ან პროტონის გაცვლით წარმოქმნილი თვითმფრინავის ტალღისგან, რეფრაქციული ინდექსის განსხვავება შედარებით მცირეა (დაახლოებით 0.02). ძნელია დააკმაყოფილოს მინიატურაციისა და ინტეგრაციის საჭიროებებიოპტიკური მოწყობილობებიდა მისი წარმოების ხაზი კვლავ განსხვავდება მიკროელექტრონიკის პროცესის ფაქტობრივი ხაზისგან, და მაღალი ღირებულების პრობლემაა, ამიტომ თხელი ფილმის ფორმირება არის მნიშვნელოვანი განვითარების მიმართულება ლითიუმის ნიობატისთვის, რომელიც გამოიყენება ელექტრო-ოპტიკურ მოდულატორებში.