Ang papel na ginagampanan ng manipis na pelikula ng lithium niobate sa electro-optic modulator

Ang papel na ginagampanan ng manipis na pelikula ng lithium niobate saelectro-optic modulator
Mula sa simula ng industriya hanggang sa kasalukuyan, ang kapasidad ng single-fiber na komunikasyon ay tumaas ng milyun-milyong beses, at ang maliit na bilang ng cutting-edge na pananaliksik ay lumampas sa sampu-sampung milyong beses. Malaki ang naging papel ng Lithium niobate sa gitna ng ating industriya. Sa mga unang araw ng komunikasyon ng optical fiber, ang modulasyon ng optical signal ay direktang nakatutok salaser. Ang mode ng modulasyon na ito ay katanggap-tanggap sa mababang bandwidth o mga short distance na application. Para sa high-speed modulation at long distance applications, magkakaroon ng hindi sapat na bandwidth at ang transmission channel ay masyadong mahal para matugunan ang long distance applications.
Sa gitna ng optical fiber communication, ang signal modulation ay mas mabilis at mas mabilis upang matugunan ang pagtaas ng kapasidad ng komunikasyon, at ang optical signal modulation mode ay nagsisimulang maghiwalay, at iba't ibang mga modulation mode ang ginagamit sa short-distance networking at long-distance trunk networking. . Ang murang direktang modulasyon ay ginagamit sa short-distance networking, at ang isang hiwalay na "electro-optic modulator" ay ginagamit sa long-distance trunk networking, na nakahiwalay sa laser.
Electro-optic modulator ay gumagamit ng Machzender interference structure upang baguhin ang signal, ang ilaw ay electromagnetic wave, electromagnetic wave stable interference ay nangangailangan ng stable na control frequency, phase at polariseysyon. Madalas nating banggitin ang isang salita, na tinatawag na interference fringes, light at dark fringes, bright ay ang lugar kung saan ang electromagnetic interference ay pinahusay, dark ay ang lugar kung saan ang electromagnetic interference ay nagiging sanhi ng paghina ng enerhiya. Ang interference ng Mahzender ay isang uri ng interferometer na may espesyal na istraktura, na kung saan ay ang interference effect na kinokontrol sa pamamagitan ng pagkontrol sa phase ng parehong beam pagkatapos hatiin ang beam. Sa madaling salita, ang resulta ng interference ay maaaring kontrolin sa pamamagitan ng pagkontrol sa interference phase.
Lithium niobate ang materyal na ito ay ginagamit sa optical fiber communication, iyon ay, maaari nitong gamitin ang antas ng boltahe (electrical signal) upang makontrol ang yugto ng liwanag, upang makamit ang modulasyon ng light signal, na kung saan ay ang relasyon sa pagitan ng electro-optical modulator at lithium niobate. Ang aming modulator ay tinatawag na isang electro-optic modulator, na kailangang isaalang-alang ang parehong integridad ng electrical signal at ang modulation na kalidad ng optical signal. Ang kapasidad ng signal ng kuryente ng indium phosphide at silicon photonics ay mas mahusay kaysa sa lithium niobate, at ang kapasidad ng optical signal ay bahagyang mas mahina ngunit maaari ding gamitin, na lumilikha ng isang bagong paraan upang sakupin ang pagkakataon sa merkado.
Bilang karagdagan sa kanilang mahusay na mga katangian ng kuryente, ang indium phosphide at silicon photonics ay may mga pakinabang ng miniaturization at integration na wala sa lithium niobate. Ang Indium phosphide ay mas maliit kaysa sa lithium niobate at may mas mataas na antas ng pagsasama, at ang mga silikon na photon ay mas maliit kaysa sa indium phosphide at may mas mataas na antas ng pagsasama. Ang ulo ng lithium niobate bilang amodulatoray dalawang beses ang haba kaysa sa indium phosphide, at maaari lamang itong maging isang modulator at hindi maaaring isama ang iba pang mga function.
Sa kasalukuyan, ang electro-optical modulator ay pumasok sa panahon ng 100 bilyong rate ng simbolo, (128G ay 128 bilyon), at ang lithium niobate ay muling nakipagbakbakan upang lumahok sa kumpetisyon, at umaasa na mamuno sa panahong ito sa malapit na hinaharap, nangunguna sa pagpasok sa 250 bilyong merkado ng rate ng simbolo. Para mabawi ng lithium niobate ang merkado na ito, kinakailangang suriin kung ano ang mayroon ang indium phosphide at silicon photon, ngunit wala ang lithium niobate. Iyan ay electrical capability, high integration, miniaturization.
Ang pagbabago ng lithium niobate ay namamalagi sa tatlong anggulo, ang unang Anggulo ay kung paano pagbutihin ang kakayahang elektrikal, ang pangalawang Anggulo ay kung paano pagbutihin ang pagsasama, at ang ikatlong Anggulo ay kung paano i-miniaturize. Ang solusyon sa tatlong teknikal na anggulo na ito ay nangangailangan lamang ng isang aksyon, iyon ay, upang manipis na film ang lithium niobate na materyal, kumuha ng isang napakanipis na layer ng lithium niobate na materyal bilang isang optical waveguide, maaari mong muling idisenyo ang elektrod, pagbutihin ang kapasidad ng kuryente, pagbutihin ang bandwidth at modulasyon na kahusayan ng electrical signal. Pagbutihin ang kakayahang elektrikal. Ang pelikulang ito ay maaari ding ikabit sa silicon wafer, upang makamit ang halo-halong pagsasama, lithium niobate bilang modulator, ang natitirang bahagi ng silikon photon integration, silikon photon miniaturization kakayahan ay halata sa lahat, lithium niobate film at silikon light mixed integration, mapabuti ang integration , natural na nakamit ang miniaturization.
Sa malapit na hinaharap, ang electro-optical modulator ay malapit nang pumasok sa panahon ng 200 bilyong rate ng simbolo, ang optical disadvantage ng indium phosphide at silicon photon ay nagiging mas at mas halata, at ang optical na bentahe ng lithium niobate ay nagiging mas at higit pa kitang-kita, at ang lithium niobate thin film ay nagpapabuti sa kawalan ng materyal na ito bilang isang modulator, at ang industriya ay nakatuon sa "thin film lithium niobate", iyon ay, ang manipis na pelikulalithium niobate modulator. Ito ang papel ng thin film lithium niobate sa larangan ng electro-optical modulators.