Vloga tankega filma litijevega niobata v elektrooptičnem modulatorju

Vloga tankega filma litijevega niobata velektrooptični modulator
Od začetkov industrije do danes se je zmogljivost komunikacije z enim vlaknom povečala za milijonkrat, majhno število najsodobnejših raziskav pa je preseglo več deset milijonov krat. Litijev niobat je imel veliko vlogo v središču naše industrije. V zgodnjih dneh komunikacije z optičnimi vlakni je bila modulacija optičnega signala neposredno uglašena na...laserTa način modulacije je sprejemljiv pri aplikacijah z nizko pasovno širino ali kratkimi razdaljami. Pri modulaciji z visoko hitrostjo in aplikacijah na dolge razdalje pasovna širina ne bo zadostna, prenosni kanal pa je predrag za aplikacije na dolge razdalje.
V optični komunikaciji je modulacija signala vse hitrejša, da se zadosti povečani komunikacijski zmogljivosti, način modulacije optičnega signala pa se začne ločevati, pri čemer se v omrežjih na kratke razdalje in medkrajevnih omrežjih uporabljajo različni načini modulacije. V omrežjih na kratke razdalje se uporablja nizkocenovna neposredna modulacija, v medkrajevnih omrežjih pa ločen "elektrooptični modulator", ki je ločen od laserja.
Elektrooptični modulator uporablja Machzenderjevo interferenčno strukturo za modulacijo signala. Svetloba je elektromagnetno valovanje, elektromagnetno valovanje, stabilna interferenca pa zahteva stabilno krmiljenje frekvence, faze in polarizacije. Pogosto omenjamo besedo, imenovano interferenčni pasovi, svetli in temni pasovi. Svetli pasovi so območja, kjer se elektromagnetne motnje povečajo, temni pa območja, kjer elektromagnetne motnje oslabijo energijo. Machzenderjeva interferenca je vrsta interferometra s posebno strukturo, pri kateri se učinek interference nadzoruje z nadzorom faze istega žarka po delitvi žarka. Z drugimi besedami, rezultat interference je mogoče nadzorovati z nadzorom interferenčne faze.
Litijev niobat, ta material se uporablja v optični komunikaciji, torej lahko uporablja napetostni nivo (električni signal) za nadzor faze svetlobe in doseganje modulacije svetlobnega signala, kar je razmerje med elektrooptičnim modulatorjem in litijevim niobatom. Naš modulator se imenuje elektrooptični modulator in mora upoštevati tako integriteto električnega signala kot kakovost modulacije optičnega signala. Električna signalna zmogljivost indijevega fosfida in silicijeve fotonike je boljša od zmogljivosti litijevega niobata, optična signalna zmogljivost pa je nekoliko šibkejša, vendar se lahko uporablja tudi kot dodaten način za izkoriščanje tržne priložnosti.
Poleg odličnih električnih lastnosti imata indijev fosfid in silicijeva fotonika prednosti miniaturizacije in integracije, ki jih litijev niobat nima. Indijev fosfid je manjši od litijevega niobata in ima višjo stopnjo integracije, silicijevi fotoni pa so manjši od indijevega fosfida in imajo višjo stopnjo integracije. Glava litijevega niobata kot...modulatorje dvakrat daljši od indijevega fosfida in je lahko le modulator ter ne more vključevati drugih funkcij.
Trenutno je elektrooptični modulator vstopil v obdobje 100 milijard simbolnih hitrosti (128G je 128 milijard), litijev niobat pa se je znova boril za sodelovanje v tej konkurenci in upa, da bo v bližnji prihodnosti vodil to obdobje ter prevzel vodilno vlogo pri vstopu na trg s 250 milijardami simbolnih hitrosti. Da bi litijev niobat ponovno osvojil ta trg, je treba analizirati, kaj imata indijev fosfid in silicijevi fotoni, česar pa litijev niobat nima. To so električne zmogljivosti, visoka integracija in miniaturizacija.
Sprememba litijevega niobata se kaže v treh vidikih: prvi kot je izboljšanje električnih zmogljivosti, drugi kot je izboljšanje integracije in tretji kot je miniaturizacija. Rešitev teh treh tehničnih vidikov zahteva le en korak, in sicer tanko plast litijevega niobatnega materiala, odstranitev zelo tanke plasti litijevega niobatnega materiala kot optičnega valovoda, preoblikovanje elektrode, izboljšanje električne zmogljivosti, pasovne širine in učinkovitosti modulacije električnega signala. Izboljšanje električnih zmogljivosti. Ta plast se lahko pritrdi tudi na silicijev rezin, da se doseže mešana integracija. Litijev niobat kot modulator, preostanek integracije silicijevih fotonov, sposobnost miniaturizacije silicijevih fotonov je očitna vsem. Mešana integracija litijevega niobatnega filma in silicijeve svetlobe izboljša integracijo in naravno doseže miniaturizacijo.
V bližnji prihodnosti bo elektrooptični modulator vstopil v obdobje 200 milijard simbolov, optična pomanjkljivost indijevega fosfida in silicijevih fotonov postaja vse bolj očitna, optična prednost litijevega niobata pa postaja vse bolj izrazita, tanek film litijevega niobata pa izboljša pomanjkljivost tega materiala kot modulatorja, industrija pa se osredotoča na ta "tankoplastni litijev niobat", torej na tanek film.litijev niobatni modulatorTo je vloga tankoslojnega litijevega niobata na področju elektrooptičnih modulatorjev.