Modiwleiddiwr electro-optig perfformiad uchel: modiwleiddiwr lithiwm niobate ffilm denau

Modiwleiddiwr electro-optig perfformiad uchel:modiwleiddiwr lithiwm niobate ffilm denau

Modiwleiddiwr electro-optegol (Modiwleiddiwr EOM) yn fodiwleiddiwr a wneir gan ddefnyddio effaith electro-optegol crisialau electro-optegol penodol, a all drosi signalau electronig cyflym mewn dyfeisiau cyfathrebu yn signalau optegol. Pan fydd y grisial electro-optegol yn destun maes trydanol cymhwysol, bydd mynegai plygiannol y grisial electro-optegol yn newid, a bydd nodweddion tonnau optegol y grisial hefyd yn newid yn unol â hynny, er mwyn gwireddu modiwleiddio osgled, cyfnod a chyflwr polareiddio'r signal optegol, a throsi'r signal electronig cyflym yn y ddyfais gyfathrebu yn signal optegol trwy fodiwleiddio.

Ar hyn o bryd, mae tri phrif fath omodiwlyddion electro-optigar y farchnad: modiwlyddion seiliedig ar silicon, modiwlyddion ffosffid indiwm a ffilm denaumodiwleiddiwr lithiwm niobateYn eu plith, nid oes gan silicon gyfernod electro-optegol uniongyrchol, mae'r perfformiad yn fwy cyffredinol, dim ond yn addas ar gyfer cynhyrchu modiwlydd trawsgludo data pellter byr, er bod indium ffosffid yn addas ar gyfer modiwl trawsgludo rhwydwaith cyfathrebu optegol pellter canolig-hir, ond mae gofynion y broses integreiddio yn uchel iawn, mae'r gost yn gymharol uchel, ac mae'r cymhwysiad yn ddarostyngedig i rai cyfyngiadau. Mewn cyferbyniad, nid yn unig y mae grisial lithiwm niobate yn gyfoethog o ran effaith ffotodrydanol, mae effaith ffotorefractive set, effaith anlinellol, effaith electro-optegol, effaith optegol acwstig, effaith piezoelectrig ac effaith thermoelectrig yn hafal i un, a diolch i'w strwythur dellt a'i strwythur diffyg cyfoethog, gellir rheoleiddio llawer o briodweddau lithiwm niobate yn fawr gan gyfansoddiad y grisial, dopio elfennau, rheoli cyflwr falens, ac ati. Cyflawnwch berfformiad ffotodrydanol uwch, megis y cyfernod electro-optegol o hyd at 30.9pm/V, yn sylweddol uwch nag indium ffosffid, ac mae ganddo effaith chirp fach (effaith chirp: yn cyfeirio at y ffenomen bod yr amledd o fewn y pwls yn newid gydag amser yn ystod y broses drosglwyddo pwls laser. Mae effaith chirp fwy yn arwain at gymhareb signal-i-sŵn is ac effaith anlinellol), cymhareb difodiant da (y gymhareb pŵer gyfartalog o gyflwr "ymlaen" y signal i'w gyflwr "i ffwrdd"), a sefydlogrwydd dyfais uwch. Yn ogystal, mae mecanwaith gweithio'r modiwleiddiwr lithiwm niobat ffilm denau yn wahanol i fecanwaith gweithio'r modiwleiddiwr sy'n seiliedig ar silicon a'r modiwleiddiwr indiwm ffosffid sy'n defnyddio dulliau modiwleiddio anlinellol, sy'n defnyddio effaith electro-optegol llinol i lwytho'r signal wedi'i fodiwleiddio'n drydanol ar y cludwr optegol, ac mae'r gyfradd modiwleiddio yn cael ei phennu'n bennaf gan berfformiad yr electrod microdon, felly gellir cyflawni cyflymder modiwleiddio a llinoledd uwch yn ogystal â defnydd pŵer is. Yn seiliedig ar yr uchod, mae lithiwm niobat wedi dod yn ddewis delfrydol ar gyfer paratoi modiwleiddiwyr electro-optegol perfformiad uchel, sydd ag ystod eang o gymwysiadau mewn rhwydweithiau cyfathrebu optegol cydlynol 100G/400G a chanolfannau data uwch-gyflym, a gall gyflawni pellteroedd trosglwyddo hir o fwy na 100 cilomedr.

Mae lithiwm niobate fel deunydd chwyldroadol y "chwyldro ffoton", er bod ganddo lawer o fanteision o'i gymharu â silicon ac indium phosphide, ond mae'n aml yn ymddangos ar ffurf deunydd swmp yn y ddyfais, mae'r golau wedi'i gyfyngu i'r tonfedd plân a ffurfir gan drylediad ïon neu gyfnewid proton, mae'r gwahaniaeth mynegai plygiannol fel arfer yn gymharol fach (tua 0.02), ac mae maint y ddyfais yn gymharol fawr. Mae'n anodd diwallu anghenion miniatureiddio ac integreiddiodyfeisiau optegol, ac mae ei linell gynhyrchu yn dal i fod yn wahanol i'r llinell broses microelectroneg wirioneddol, ac mae problem cost uchel, felly mae ffurfio ffilm denau yn gyfeiriad datblygu pwysig ar gyfer lithiwm niobate a ddefnyddir mewn modiwleidyddion electro-optegol.