Moduli ya utendaji wa hali ya juu ya kielektroniki: moduli ya filamu nyembamba ya lithiamu niobate

Moduli ya elektro-optic ya utendaji wa juu:moduli nyembamba ya lithiamu niobate ya filamu

Moduli ya macho ya kielektroniki (Kidhibiti cha EOM) ni moduli inayotengenezwa kwa kutumia athari ya kielektroniki-macho ya fuwele fulani za kielektroniki, ambazo zinaweza kubadilisha mawimbi ya elektroniki ya kasi ya juu katika vifaa vya mawasiliano kuwa mawimbi ya macho. Wakati kioo cha elektro-optic kinapowekwa kwenye uwanja wa umeme unaotumika, faharisi ya refractive ya fuwele ya elektro-optic itabadilika, na sifa za wimbi la macho la kioo pia zitabadilika ipasavyo, ili kutambua urekebishaji wa amplitude, awamu na hali ya mgawanyiko wa mawimbi ya macho, na kubadilisha ishara ya elektroniki ya kasi ya juu kwenye kifaa cha mawasiliano kupitia kifaa cha mawasiliano kuwa moduli.

Kwa sasa, kuna aina tatu kuu zamoduli za electro-optickwenye soko: moduli za msingi za silicon, moduli za fosfidi ya indium na filamu nyembambamoduli ya niobate ya lithiamu. Miongoni mwao, silicon haina mgawo wa moja kwa moja wa macho ya umeme, utendaji ni wa jumla zaidi, unafaa tu kwa ajili ya uzalishaji wa moduli ya moduli ya transceiver ya maambukizi ya data ya umbali mfupi, phosfidi ya indium ingawa inafaa kwa moduli ya mawasiliano ya mtandao wa macho ya umbali wa kati, lakini mahitaji ya mchakato wa ushirikiano ni ya juu sana, gharama ni ya juu kiasi, maombi yanakabiliwa na mapungufu fulani. Kinyume chake, kioo cha lithiamu niobate sio tu tajiri katika athari ya photoelectric, kuweka athari ya photorefractive, athari isiyo ya mstari, athari ya electro-optical, athari ya macho ya acoustic, athari ya piezoelectric na athari ya thermoelectric ni sawa na moja, na shukrani kwa muundo wake wa kimiani na muundo wa kasoro tajiri, mali nyingi za niobate za lithiamu zinaweza kudhibitiwa sana na udhibiti wa hali ya juu, utungaji wa kioo, nk. utendakazi wa picha ya umeme, kama vile mgawo wa kielektroniki 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 mpigo hubadilika kulingana na wakati wakati wa mchakato wa upitishaji wa mapigo ya leza. Athari kubwa ya chirp husababisha uwiano wa chini wa mawimbi kati ya sauti na sauti), uwiano wa wastani wa mawimbi kati ya sauti na sauti hali ya ishara "imewashwa" hadi hali yake ya "kuzima"), na uthabiti wa hali ya juu wa kifaa. Kwa kuongezea, utaratibu wa kufanya kazi wa moduli nyembamba ya lithiamu niobate ya filamu ni tofauti na ule wa moduli ya msingi wa silicon na moduli ya fosfidi ya indium kwa kutumia njia za urekebishaji zisizo za mstari, ambayo hutumia athari ya laini ya kielektroniki kupakia mawimbi ya urekebishaji wa umeme kwenye kibeba macho, na kiwango cha urekebishaji kinaamuliwa zaidi na utendaji wa moduli ya juu ya microwave na kasi ya chini ya utumiaji wa microwave inaweza kuwa. kufikiwa. Kulingana na hapo juu, niobate ya lithiamu imekuwa chaguo bora kwa utayarishaji wa moduli za utendaji wa juu wa optic, ambayo ina anuwai ya matumizi katika mitandao ya mawasiliano ya macho ya 100G/400G na vituo vya data vya kasi ya juu, na inaweza kufikia umbali mrefu wa usambazaji wa zaidi ya kilomita 100.

Lithium niobate kama nyenzo ya kupindua ya "mapinduzi ya photon", ingawa ikilinganishwa na silicon na fosfidi ya indium ina faida nyingi, lakini mara nyingi inaonekana katika mfumo wa nyenzo nyingi kwenye kifaa, mwanga ni mdogo kwa mwongozo wa wimbi la ndege linaloundwa na uenezaji wa ioni au kubadilishana kwa protoni, tofauti ya index ya refractive kawaida ni ndogo (karibu 0.02 ya kifaa), kwa kiasi kikubwa. Ni vigumu kukidhi mahitaji ya miniaturization na ushirikiano wavifaa vya macho, na mstari wake wa uzalishaji bado ni tofauti na mstari halisi wa mchakato wa microelectronics, na kuna tatizo la gharama kubwa, hivyo uundaji wa filamu nyembamba ni mwelekeo muhimu wa maendeleo kwa niobate ya lithiamu inayotumiwa katika modulators za electro-optical.