Yüksek performanslı elektro-optik modülatör:ince film lityum niyobat modülatörü
Bir elektro-optik modülatör (EOM modülatörü) belirli elektro-optik kristallerin elektro-optik etkisinden yararlanılarak yapılan, 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 göre değişecektir, böylece optik sinyalin genlik, faz ve polarizasyon durumunun modülasyonu gerçekleştirilecek ve iletişim cihazındaki yüksek hızlı elektronik sinyal, modülasyon yoluyla optik sinyale dönüştürülecektir.
Şu anda üç ana tür vardır:elektro-optik modülatörlerpiyasada: silikon bazlı modülatörler, indiyum fosfit modülatörleri ve ince filmlityum niyobat modülatörüBunlar arasında, silikonun doğrudan elektro-optik katsayısı yoktur, performansı daha geneldir, sadece kısa mesafeli veri iletim alıcı-verici modül modülatörünün 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 30,9pm/V'a kadar elektro-optik katsayı, indiyum fosfürden önemli ölçüde daha yüksektir ve küçük bir cıvıltı etkisine sahiptir (cıvıltı etkisi: lazer darbesi iletim süreci sırasında darbe içindeki frekansın zamanla değiştiği olguyu ifade eder. Daha büyük bir cıvıltı etkisi daha düşük sinyal-gürültü oranı ve doğrusal olmayan etki), 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 tabanlı modülatör ve indiyum fosfit modülatöründen farklıdır ve modülasyon oranı esas olarak mikrodalga elektrodunun performansı tarafından belirlenir, bu nedenle daha yüksek modülasyon hızı ve doğrusallığı ve 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.
Lityum niyobat, "foton devrimi"nin yıkıcı bir malzemesi olarak, silisyum ve indiyum fosfit ile karşılaştırıldığında birçok avantaja sahip olmasına rağmen, genellikle cihazda bir yığın malzeme biçiminde görünür, ışık iyon difüzyonu veya proton değişimi ile oluşan düzlem dalga kılavuzuyla sınırlıdır, kırılma indisi farkı genellikle nispeten küçüktür (yaklaşık 0,02), cihaz boyutu nispeten büyüktür. Minyatürleştirme ve entegrasyon ihtiyaçlarını karşılamak zorduroptik 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.
Gönderi zamanı: 24-Aralık-2024