Yüksek performanslı elektro-optik modülatör:ince film lityum niyobat modülatörü
Bir elektro-optik modülatör (EOM modülatörü), belirli elektro-optik kristallerin elektro-optik etkisinden yararlanılarak üretilen ve iletişim cihazlarındaki yüksek hızlı elektronik sinyalleri optik sinyallere dönüştürebilen bir modülatördür. Elektro-optik kristal uygulanan bir elektrik alanına maruz bırakıldığında, elektro-optik kristalin kırılma indisi değişecek ve kristalin optik dalga özellikleri de buna bağlı olarak değişecektir. Böylece optik sinyalin genlik, faz ve polarizasyon durumu modüle edilerek iletişim cihazındaki yüksek hızlı elektronik sinyal, modülasyon yoluyla optik sinyale dönüştürülecektir.
Şu anda üç ana tür vardırelektro-optik modülatörlerpiyasada: silikon bazlı modülatörler, indiyum fosfit modülatörleri ve ince filmlityum niyobat modülatörüBunlar arasında, silikonun doğrudan bir elektro-optik katsayısı yoktur, performansı daha geneldir, yalnızca kısa mesafeli veri iletim alıcı-verici modül modülatörlerinin üretimi için uygundur, indiyum fosfür orta-uzun mesafeli optik iletişim ağı alıcı-verici modülü için uygun olmasına rağmen, entegrasyon süreci gereksinimleri son derece yüksektir, maliyeti nispeten yüksektir, uygulama belirli sınırlamalara tabidir. Buna karşılık, lityum niyobat kristali sadece fotoelektrik etki açısından zengin olmakla kalmaz, aynı zamanda fotorefraktif etki, doğrusal olmayan etki, elektro-optik etki, akustik optik etki, piezoelektrik etki ve termoelektrik etki de bire eşittir ve kafes yapısı ve zengin kusur yapısı sayesinde lityum niyobatın birçok özelliği kristal bileşimi, element katkısı, değerlik durumu kontrolü vb. ile büyük ölçüde düzenlenebilir. Üstün fotoelektrik performans elde edin, örneğin 30,9 pm/V'a kadar elektro-optik katsayısı, indiyum fosfürden önemli ölçüde daha yüksektir ve küçük bir cıvıltı etkisine sahiptir (cıvıltı etkisi: lazer darbesi iletim işlemi sırasında darbe içindeki frekansın zamanla değiştiği olgusunu ifade eder. Daha büyük bir cıvıltı etkisi daha düşük sinyal-gürültü oranı ve doğrusal olmayan etki ile sonuçlanır), iyi bir sönme oranına (sinyalin "açık" durumunun "kapalı" durumuna göre ortalama güç oranı) ve üstün cihaz kararlılığına sahiptir. Ek olarak, ince film lityum niyobat modülatörünün çalışma mekanizması, elektriksel olarak modüle edilmiş sinyali optik taşıyıcıya yüklemek için doğrusal elektro-optik etki kullanan doğrusal olmayan modülasyon yöntemleri kullanan silikon bazlı modülatör ve indiyum fosfit modülatöründen farklıdır ve modülasyon hızı esas olarak mikrodalga elektrodunun performansı tarafından belirlenir, böylece daha yüksek modülasyon hızı ve doğrusallığın yanı sıra daha düşük güç tüketimi elde edilebilir. Yukarıdakilere dayanarak, lityum niyobat, 100G/400G tutarlı optik iletişim ağlarında ve ultra yüksek hızlı veri merkezlerinde geniş bir uygulama yelpazesine sahip olan ve 100 kilometreden uzun iletim mesafelerine ulaşabilen yüksek performanslı elektro-optik modülatörlerin hazırlanması için ideal bir seçim haline gelmiştir.
"Foton devrimi"nin yıkıcı bir malzemesi olan lityum niyobat, silisyum ve indiyum fosfit ile karşılaştırıldığında birçok avantaja sahip olsa da, genellikle cihazda toplu bir malzeme olarak bulunur. Işık, iyon difüzyonu veya proton değişimiyle oluşan düzlem dalga kılavuzuyla sınırlıdır. Kırılma indisi farkı genellikle nispeten küçüktür (yaklaşık 0,02), cihaz boyutu nispeten büyüktür. Minyatürleştirme ve entegrasyon ihtiyaçlarını karşılamak zordur.optik cihazlarve üretim hattı hala gerçek mikroelektronik işlem hattından farklıdır ve yüksek maliyet sorunu vardır, bu nedenle ince film oluşumu elektro-optik modülatörlerde kullanılan lityum niyobat için önemli bir geliştirme yönüdür.
Gönderim zamanı: 24 Aralık 2024