Kidhibiti cha elektroni-optiki chenye utendaji wa hali ya juu:modulator ya lithiamu niobate yenye filamu nyembamba
Kidhibiti cha macho cha umeme (Kidhibiti cha EOM) ni kidhibiti kilichotengenezwa kwa kutumia athari ya elektroni-macho ya fuwele fulani za elektroni-macho, ambazo zinaweza kubadilisha mawimbi ya kielektroniki ya kasi kubwa katika vifaa vya mawasiliano kuwa mawimbi ya macho. Wakati fuwele ya elektroni-macho inapowekwa kwenye uwanja wa umeme unaotumika, faharisi ya kuakisi ya fuwele ya elektroni-macho itabadilika, na sifa za mawimbi ya macho ya fuwele pia zitabadilika ipasavyo, ili kutambua ubadilikaji wa hali ya amplitude, awamu na upolarization wa ishara ya macho, na kubadilisha mawimbi ya kielektroniki ya kasi kubwa katika kifaa cha mawasiliano kuwa mawimbi ya macho kupitia urekebishaji.
Kwa sasa, kuna aina tatu kuu zavidhibiti vya elektroni-optikisokoni: vidhibiti vyenye msingi wa silikoni, vidhibiti vya fosfidi ya indiamu na filamu nyembambakidhibiti cha lithiamu niobateMiongoni mwao, silicon haina mgawo wa moja kwa moja wa elektroni-macho, utendaji ni wa jumla zaidi, unafaa tu kwa ajili ya uzalishaji wa moduli ya kipitishi cha upitishaji data wa masafa mafupi, fosfidi ya indium ingawa inafaa kwa moduli ya kipitishi cha mtandao wa mawasiliano ya macho ya masafa ya kati, lakini mahitaji ya mchakato wa ujumuishaji ni ya juu sana, gharama ni kubwa kiasi, matumizi yanakabiliwa na mapungufu fulani. Kwa upande mwingine, fuwele ya lithiamu niobate si tu kwamba ina utajiri wa athari ya fotoelectric, athari ya fotorefractive iliyowekwa, athari isiyo ya mstari, athari ya electro-optical, athari ya akustisk optical, athari ya piezoelectric na athari ya thermoelectric ni sawa na moja, na kutokana na muundo wake wa kimiani na muundo wake wenye kasoro nyingi, sifa nyingi za lithiamu niobate zinaweza kudhibitiwa sana na muundo wa fuwele, doping ya elementi, udhibiti wa hali ya valensi, n.k. Kufikia utendaji bora wa fotoelectric, kama vile mgawo wa electro-optical wa hadi 30.9pm/V, juu zaidi kuliko fosfidi ya indium, na ina athari ndogo ya chirp (athari ya chirp: inarejelea jambo ambalo masafa ndani ya mapigo hubadilika kadri wakati wa mchakato wa upitishaji wa mapigo ya leza. Athari kubwa ya chirp husababisha uwiano wa chini wa ishara-kwa-kelele na athari isiyo ya mstari), uwiano mzuri wa kutoweka (uwiano wa wastani wa nguvu wa hali ya "on" ya ishara hadi hali yake ya "off"), na utulivu bora wa kifaa. Kwa kuongezea, utaratibu wa kufanya kazi wa modulator ya lithiamu niobate yenye filamu nyembamba ni tofauti na ile ya modulator inayotegemea silikoni na modulator ya fosfidi ya indium kwa kutumia mbinu za moduli zisizo za mstari, ambazo hutumia athari ya elektroni-macho ya mstari kupakia ishara iliyobadilishwa kielektroniki kwenye kibebaji cha macho, na kiwango cha moduli huamuliwa zaidi na utendaji wa elektrodi ya microwave, kwa hivyo kasi ya juu ya moduli na mstari pamoja na matumizi ya chini ya nguvu yanaweza kupatikana. Kulingana na yaliyo hapo juu, lithiamu niobate imekuwa chaguo bora kwa ajili ya maandalizi ya modulator za elektroni-macho za utendaji wa juu, ambazo zina matumizi mengi katika mitandao ya mawasiliano ya macho yenye uthabiti wa 100G/400G na vituo vya data vya kasi ya juu sana, na zinaweza kufikia umbali mrefu wa uwasilishaji wa zaidi ya kilomita 100.
Lithiamu niobate kama nyenzo ya kupindua ya "mapinduzi ya fotoni", ingawa ikilinganishwa na silicon na infofidi ya indiamu ina faida nyingi, lakini mara nyingi huonekana katika mfumo wa nyenzo ya wingi kwenye kifaa, mwanga ni mdogo kwa mwongozo wa wimbi la ndege unaoundwa na usambazaji wa ioni au ubadilishanaji wa protoni, tofauti ya faharisi ya kuakisi kawaida ni ndogo (karibu 0.02), ukubwa wa kifaa ni mkubwa kiasi. Ni vigumu kukidhi mahitaji ya miniaturization na ujumuishaji wavifaa vya macho, na laini yake ya uzalishaji bado ni tofauti na laini halisi ya mchakato wa kielektroniki, na kuna tatizo la gharama kubwa, kwa hivyo uundaji wa filamu nyembamba ni mwelekeo muhimu wa maendeleo kwa lithiamu niobati inayotumika katika vidhibiti vya elektroni-macho.
Muda wa chapisho: Desemba-24-2024