Ηλεκτροοπτικός διαμορφωτής υψηλής απόδοσης:διαμορφωτής νιοβικού λιθίου λεπτής μεμβράνης
Ένας ηλεκτροοπτικός διαμορφωτής (Διαμορφωτής EOM) είναι ένας διαμορφωτής κατασκευασμένος χρησιμοποιώντας το ηλεκτροοπτικό φαινόμενο ορισμένων ηλεκτροοπτικών κρυστάλλων, οι οποίοι μπορούν να μετατρέψουν ηλεκτρονικά σήματα υψηλής ταχύτητας σε συσκευές επικοινωνίας σε οπτικά σήματα. Όταν ο ηλεκτροοπτικός κρύσταλλος υποβάλλεται σε εφαρμοζόμενο ηλεκτρικό πεδίο, ο δείκτης διάθλασης του ηλεκτροοπτικού κρυστάλλου θα αλλάξει και τα χαρακτηριστικά οπτικού κύματος του κρυστάλλου θα αλλάξουν επίσης ανάλογα, έτσι ώστε να επιτευχθεί η διαμόρφωση του πλάτους, της φάσης και της κατάστασης πόλωσης του οπτικού σήματος και να μετατραπεί το ηλεκτρονικό σήμα υψηλής ταχύτητας στη συσκευή επικοινωνίας σε οπτικό σήμα μέσω διαμόρφωσης.
Προς το παρόν, υπάρχουν τρεις κύριοι τύποιηλεκτροοπτικοί διαμορφωτέςστην αγορά: διαμορφωτές με βάση το πυρίτιο, διαμορφωτές φωσφιδίου ινδίου και λεπτή μεμβράνηδιαμορφωτή νιοβικού λιθίουΜεταξύ αυτών, το πυρίτιο δεν έχει άμεσο ηλεκτροοπτικό συντελεστή, η απόδοση είναι πιο γενική, κατάλληλο μόνο για την παραγωγή διαμορφωτή μονάδας πομποδέκτη μετάδοσης δεδομένων μικρής απόστασης, το φωσφίδιο του ινδίου, αν και κατάλληλο για μονάδα πομποδέκτη δικτύου οπτικής επικοινωνίας μεσαίας-μεγάλης απόστασης, αλλά οι απαιτήσεις της διαδικασίας ολοκλήρωσης είναι εξαιρετικά υψηλές, το κόστος είναι σχετικά υψηλό, η εφαρμογή υπόκειται σε ορισμένους περιορισμούς. Αντίθετα, ο κρύσταλλος νιοβικού λιθίου δεν είναι μόνο πλούσιος σε φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, αλλά και σε φωτοδιαθλαστικό φαινόμενο, μη γραμμικό φαινόμενο, ηλεκτροοπτικό φαινόμενο, ακουστικό οπτικό φαινόμενο, πιεζοηλεκτρικό φαινόμενο και θερμοηλεκτρικό φαινόμενο που είναι ίσα με ένα, και χάρη στη δομή πλέγματος και την πλούσια δομή ελαττωμάτων, πολλές ιδιότητες του νιοβικού λιθίου μπορούν να ρυθμιστούν σε μεγάλο βαθμό από τη σύνθεση του κρυστάλλου, την προσθήκη στοιχείων, τον έλεγχο της κατάστασης σθένους κ.λπ. Επιτυγχάνει ανώτερη φωτοηλεκτρική απόδοση, όπως ο ηλεκτροοπτικός συντελεστής έως 30,9pm/V, σημαντικά υψηλότερος από το φωσφίδιο του ινδίου, και έχει ένα μικρό φαινόμενο τσιρπ (φαινόμενο τσιρπ: αναφέρεται στο φαινόμενο όπου η συχνότητα εντός του παλμού αλλάζει με την πάροδο του χρόνου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας μετάδοσης του παλμού λέιζερ. Ένα μεγαλύτερο φαινόμενο τσιρπ έχει ως αποτέλεσμα χαμηλότερο λόγο σήματος προς θόρυβο και μη γραμμικό φαινόμενο), καλό λόγο απόσβεσης (ο μέσος λόγος ισχύος της κατάστασης "on" του σήματος προς την κατάσταση "off" του) και ανώτερη σταθερότητα της συσκευής. Επιπλέον, ο μηχανισμός λειτουργίας του διαμορφωτή λεπτής μεμβράνης νιοβικού λιθίου είναι διαφορετικός από αυτόν του διαμορφωτή με βάση το πυρίτιο και του διαμορφωτή φωσφιδίου ινδίου που χρησιμοποιεί μη γραμμικές μεθόδους διαμόρφωσης, οι οποίες χρησιμοποιούν γραμμικό ηλεκτροοπτικό φαινόμενο για τη φόρτωση του ηλεκτρικά διαμορφωμένου σήματος στον οπτικό φορέα, και ο ρυθμός διαμόρφωσης καθορίζεται κυρίως από την απόδοση του ηλεκτροδίου μικροκυμάτων, έτσι ώστε να επιτυγχάνεται υψηλότερη ταχύτητα και γραμμικότητα διαμόρφωσης, καθώς και χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας. Με βάση τα παραπάνω, το νιοβικό λίθιο έχει γίνει η ιδανική επιλογή για την παρασκευή ηλεκτροοπτικών διαμορφωτών υψηλής απόδοσης, οι οποίοι έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών σε συνεκτικά οπτικά δίκτυα επικοινωνίας 100G/400G και κέντρα δεδομένων εξαιρετικά υψηλής ταχύτητας, και μπορούν να επιτύχουν μεγάλες αποστάσεις μετάδοσης άνω των 100 χιλιομέτρων.
Το νιοβικό λίθιο ως ανατρεπτικό υλικό της «επανάστασης των φωτονίων», αν και σε σύγκριση με το πυρίτιο και το φωσφίδιο του ινδίου έχει πολλά πλεονεκτήματα, αλλά συχνά εμφανίζεται με τη μορφή χύδην υλικού στη συσκευή, το φως περιορίζεται στον επίπεδο κυματοδηγό που σχηματίζεται από διάχυση ιόντων ή ανταλλαγή πρωτονίων, η διαφορά δείκτη διάθλασης είναι συνήθως σχετικά μικρή (περίπου 0,02), το μέγεθος της συσκευής είναι σχετικά μεγάλο. Είναι δύσκολο να καλυφθούν οι ανάγκες σμίκρυνσης και ολοκλήρωσης τουοπτικές συσκευές, και η γραμμή παραγωγής της εξακολουθεί να διαφέρει από την πραγματική γραμμή επεξεργασίας μικροηλεκτρονικής, και υπάρχει πρόβλημα υψηλού κόστους, επομένως ο σχηματισμός λεπτής μεμβράνης είναι μια σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης για το νιοβικό λίθιο που χρησιμοποιείται σε ηλεκτροοπτικούς διαμορφωτές.
Ώρα δημοσίευσης: 24 Δεκεμβρίου 2024