Բարձր արդյունավետության էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատոր՝ բարակ թաղանթային լիթիումի նիոբատային մոդուլյատոր

Բարձր արդյունավետության էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատոր՝բարակ թաղանթային լիթիումի նիոբատային մոդուլյատոր

Էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատոր (EOM մոդուլյատոր) որոշակի էլեկտրաօպտիկական բյուրեղների էլեկտրաօպտիկական էֆեկտի միջոցով պատրաստված մոդուլյատոր է, որը կարող է կապի սարքերում բարձր արագության էլեկտրոնային ազդանշանները փոխակերպել օպտիկական ազդանշանների: Երբ էլեկտրաօպտիկական բյուրեղը ենթարկվում է կիրառվող էլեկտրական դաշտի, էլեկտրաօպտիկական բյուրեղի բեկման ցուցիչը կփոխվի, և բյուրեղի օպտիկական ալիքային բնութագրերը նույնպես համապատասխանաբար կփոխվեն, որպեսզի իրականացվի օպտիկական ազդանշանի ամպլիտուդի, փուլի և բևեռացման վիճակի մոդուլյացիան, և կապի սարքում բարձր արագության էլեկտրոնային ազդանշանը մոդուլյացիայի միջոցով փոխակերպվի օպտիկական ազդանշանի:

Ներկայումս կան երեք հիմնական տեսակներ՝էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորներշուկայում՝ սիլիցիումային հիմքով մոդուլյատորներ, ինդիումի ֆոսֆիդային մոդուլյատորներ և բարակ թաղանթլիթիումի նիոբատի մոդուլյատորԴրանց թվում է, որ սիլիցիումը չունի ուղղակի էլեկտրաօպտիկական գործակից, ավելի ընդհանուր կատարողականություն ունի, հարմար է միայն կարճ հեռավորության տվյալների փոխանցման ընդունիչ-մոդուլյատորային մոդուլի մոդուլյատորի արտադրության համար, չնայած ինդիումի ֆոսֆիդը հարմար է միջին-երկար հեռավորության օպտիկական կապի ցանցի ընդունիչ-մոդուլային մոդուլի համար, սակայն ինտեգրման գործընթացի պահանջները չափազանց բարձր են, գինը համեմատաբար բարձր է, կիրառումը ենթակա է որոշակի սահմանափակումների։ Ի տարբերություն դրա, լիթիումի նիոբատի բյուրեղը ոչ միայն հարուստ է ֆոտոէլեկտրական էֆեկտով, այլև ունի ֆոտոբեկման էֆեկտ, ոչ գծային էֆեկտ, էլեկտրաօպտիկական էֆեկտ, ակուստիկ օպտիկական էֆեկտ, պիեզոէլեկտրական էֆեկտ և ջերմաէլեկտրական էֆեկտ, որոնք հավասար են մեկի, և իր ցանցային կառուցվածքի և հարուստ արատային կառուցվածքի շնորհիվ լիթիումի նիոբատի շատ հատկություններ կարող են մեծապես կարգավորվել բյուրեղի կազմով, տարրերի լեգիրմամբ, վալենտային վիճակի կարգավորմամբ և այլն: Հասնում է գերազանց ֆոտոէլեկտրական կատարողականության, ինչպիսիք են մինչև 30.9pm/V էլեկտրաօպտիկական գործակիցը, որը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան ինդիումի ֆոսֆիդինը, և ունի փոքր ճռռոցի էֆեկտ (ճռռոցի էֆեկտ. վերաբերում է այն երևույթին, երբ իմպուլսի հաճախականությունը փոխվում է ժամանակի ընթացքում լազերային իմպուլսի փոխանցման գործընթացի ընթացքում: Ավելի մեծ ճռռոցի էֆեկտը հանգեցնում է ազդանշան-աղմուկ հարաբերակցության ցածր և ոչ գծային էֆեկտի), լավ մարման հարաբերակցություն (ազդանշանի «միացված» վիճակի և դրա «անջատված» վիճակի միջին հզորության հարաբերակցությունը) և սարքի գերազանց կայունություն: Բացի այդ, բարակ թաղանթային լիթիումի նիոբատի մոդուլյատորի աշխատանքային մեխանիզմը տարբերվում է սիլիցիումային մոդուլյատորից և ոչ գծային մոդուլյացիայի մեթոդներ օգտագործող ինդիումի ֆոսֆիդային մոդուլյատորից, որն օգտագործում է գծային էլեկտրաօպտիկական էֆեկտ՝ էլեկտրականորեն մոդուլացված ազդանշանը օպտիկական կրիչի վրա բեռնելու համար, և մոդուլյացիայի արագությունը հիմնականում որոշվում է միկրոալիքային էլեկտրոդի աշխատանքով, ուստի կարելի է հասնել ավելի բարձր մոդուլյացիայի արագության և գծայնության, ինչպես նաև ավելի ցածր էներգիայի սպառման: Վերոնշյալի հիման վրա, լիթիումի նիոբատը դարձել է բարձր արդյունավետությամբ էլեկտրաօպտիկական մոդուլյատորների պատրաստման իդեալական ընտրություն, որն ունի լայն կիրառություն 100G/400G կոհերենտ օպտիկական կապի ցանցերում և գերարագ տվյալների կենտրոններում, և կարող է հասնել ավելի քան 100 կիլոմետր երկար փոխանցման հեռավորությունների:

Լիթիումի նիոբատը որպես «ֆոտոնային հեղափոխության» քայքայիչ նյութ, չնայած սիլիցիումի և ինդիումի ֆոսֆիդի համեմատությամբ ունի բազմաթիվ առավելություններ, բայց սարքի մեջ այն հաճախ հանդես է գալիս ծավալուն նյութի տեսքով, լույսը սահմանափակվում է իոնային դիֆուզիայի կամ պրոտոնների փոխանակման միջոցով ձևավորված հարթ ալիքատարով, բեկման ցուցիչի տարբերությունը սովորաբար համեմատաբար փոքր է (մոտ 0.02), սարքի չափը համեմատաբար մեծ է։ Դժվար է բավարարել մանրացման և ինտեգրման կարիքները։օպտիկական սարքեր, և դրա արտադրական գիծը դեռևս տարբերվում է միկրոէլեկտրոնիկայի իրական տեխնոլոգիական գծից, և կա բարձր արժեքի խնդիր, ուստի բարակ թաղանթի ձևավորումը էլեկտրոօպտիկական մոդուլյատորներում օգտագործվող լիթիումի նիոբատի կարևոր զարգացման ուղղություն է։