Mataas na pagganap ng electro-optic modulator: manipis na film lithium niobate modulator

Mataas na pagganap ng electro-optic modulator:Manipis na film lithium niobate modulator

Isang electro-optical modulator (EOM Modulator) ay isang modulator na ginawa gamit ang electro-optical na epekto ng ilang mga electro-optical crystals, na maaaring mai-convert ang mga high-speed electronic signal sa mga aparato ng komunikasyon sa mga optical signal. Kapag ang electro-optic crystal ay sumailalim sa isang inilapat na patlang ng kuryente, ang refractive index ng electro-optic crystal ay magbabago, at ang mga optical wave na katangian ng kristal ay magbabago din nang naaayon, upang mapagtanto ang modulation ng amplitude, phase at polariseysyon ng estado ng optical signal, at i-convert ang high-speed electronic signal sa komunikasyon na aparato sa isang optical signal sa pamamagitan ng modyul, at i-convert ang mataas na bilis ng signal ng komunikasyon sa isang optical signal sa pamamagitan ng modyul, at i-convert ang high-speed signal sa isang optical signal sa pamamagitan ng mode.

Sa kasalukuyan, mayroong tatlong pangunahing uri ngElectro-optic modulatorsSa merkado: Mga modulators na batay sa Silicon, Indium Phosphide Modulators at Manipis na PelikulaLithium Niobate Modulator. Kabilang sa mga ito, ang silikon ay walang direktang koepisyent ng electro-optical, ang pagganap ay mas pangkalahatan, angkop lamang para sa paggawa ng mga maikling-distance na data ng transceiver module module, indium phosphide bagaman angkop para sa medium-long distance optical communication network transceiver module, ngunit ang mga kinakailangan sa proseso ng pagsasama ay napakataas, ang gastos ay medyo mataas, ang application ay napapailalim sa ilang mga limitasyon. In contrast, lithium niobate crystal is not only rich in photoelectric effect, set photorefractive effect, nonlinear effect, electro-optical effect, acoustic optical effect, piezoelectric effect and thermoelectric effect are equal to one, and thanks to its lattice structure and rich defect structure, many properties of lithium niobate can be greatly regulated by crystal composition, element doping, valence ang kontrol ng estado, atbp. Makamit ang mahusay na pagganap ng photoelectric, tulad ng electro-optical coefficient ng hanggang sa 30.9pm/v, makabuluhang mas mataas kaysa sa indium phosphide, at may isang maliit na epekto ng chirp (chirp effect: tumutukoy sa kababalaghan na ang dalas sa loob ng pulso ay nagbabago sa oras sa panahon ng laser na proseso ng paghahatid. Ang ratio ng pagkalipol (ang average na ratio ng kuryente ng estado ng "On" sa estado ng "off" na estado), at katatagan ng superyor na aparato. Bilang karagdagan, ang mekanismo ng pagtatrabaho ng manipis na film lithium niobate modulator ay naiiba mula sa modulator na batay sa silikon at indium phosphide modulator gamit ang mga nonlinear modulation na pamamaraan, na gumagamit ng linear electro-optical effect upang mai-load ang electrically modulated signal papunta sa optical carrier, at ang rate ng modulation ay pangunahing tinutukoy ng mas mababang lakas ng pag-asa ng microwave, kaya ang mas mataas na bilis ng modyul at linearidad at kasiya-siya na mas mabuti ang pag-aalinlangan ng microwave ay maaaring maganap ang pag-asa ng microwave ay maaaring maging mas mabuti sa pag-asa ng microwave ay maaaring maging kasabay ng pag-asa sa pag-aalinlangan na mas mabuti at kasining rin. nakamit. Batay sa nasa itaas, ang lithium niobate ay naging isang mainam na pagpipilian para sa paghahanda ng mga high-performance electro-optic modulators, na may malawak na hanay ng mga aplikasyon sa 100G/400G na magkakaugnay na optical network ng komunikasyon at mga ultra-high-speed data center, at maaaring makamit ang mahabang paghahatid ng mga distansya ng higit sa 100 kilometro.

Ang Lithium niobate bilang isang subversive na materyal ng "rebolusyon ng photon", bagaman kung ihahambing sa silikon at indium phosphide ay maraming mga pakinabang, ngunit madalas itong lumilitaw sa anyo ng isang bulk na materyal sa aparato, ang ilaw ay limitado sa eroplano na waveguide na nabuo ng ion pagsasabog o proton exchange, ang pagkakaiba -iba ng index ay karaniwang maliit (tungkol sa 0.02), ang laki ng aparato ay medyo malaki. Mahirap matugunan ang mga pangangailangan ng miniaturization at pagsasama ngmga optical na aparato, at ang linya ng paggawa nito ay naiiba pa rin sa aktwal na linya ng proseso ng microelectronics, at mayroong isang problema ng mataas na gastos, kaya ang manipis na pagbuo ng pelikula ay isang mahalagang direksyon ng pag-unlad para sa lithium niobate na ginamit sa mga electro-optical modulators.