Avances de la investigación deModulador electroóptico de niobato de litio de película delgada
El modulador electroóptico es el dispositivo central del sistema de comunicación óptica y del sistema fotónico de microondas. Regula la propagación de la luz en el espacio libre o en la guía de ondas ópticas modificando el índice de refracción del material causado por el campo eléctrico aplicado. El niobato de litio tradicional...modulador electroópticoUtiliza niobato de litio a granel como material electroóptico. El niobato de litio monocristalino se dopa localmente para formar una guía de onda mediante difusión de titanio o un proceso de intercambio de protones. La diferencia de índice de refracción entre la capa central y la capa de revestimiento es muy pequeña, y la guía de onda presenta una baja capacidad de adhesión al campo luminoso. La longitud total del modulador electroóptico encapsulado suele ser de 5 a 10 cm.
La tecnología de niobato de litio sobre aislante (LNOI) ofrece una solución eficaz para el gran tamaño de los moduladores electroópticos de niobato de litio. La diferencia de índice de refracción entre la capa central y la capa de revestimiento de la guía de onda es de hasta 0,7, lo que mejora considerablemente la capacidad de enlace de modos ópticos y la regulación electroóptica de la guía de onda, convirtiéndose en un foco de investigación en el campo de los moduladores electroópticos.
Gracias al avance de la tecnología de micromecanizado, el desarrollo de moduladores electroópticos basados en la plataforma LNOI ha avanzado rápidamente, mostrando una tendencia hacia un tamaño más compacto y una mejora continua del rendimiento. Según la estructura de guía de onda utilizada, los moduladores electroópticos típicos de niobato de litio de película delgada son moduladores electroópticos de guía de onda de grabado directo, híbridos cargados.moduladores de guía de ondasy moduladores electroópticos con guía de ondas integradas de silicio híbrido.
Actualmente, la mejora del proceso de grabado en seco reduce considerablemente la pérdida de la guía de onda de niobato de litio de película delgada. El método de carga de cresta resuelve el problema de la alta dificultad del proceso de grabado y ha permitido obtener un modulador electroóptico de niobato de litio con un voltaje inferior a 1 V de media onda. La combinación con la tecnología SOI consolidada cumple con la tendencia de la integración híbrida de fotones y electrones. La tecnología de niobato de litio de película delgada ofrece ventajas al lograr un modulador electroóptico integrado en chip de baja pérdida, tamaño reducido y gran ancho de banda. En teoría, se prevé que el niobato de litio de película delgada de 3 mm...Modulador M⁃ZEl ancho de banda electroóptico de 3 dB puede alcanzar hasta 400 GHz, y se ha reportado que el ancho de banda del modulador de niobato de litio de película delgada, preparado experimentalmente, es ligeramente superior a 100 GHz, lo que aún está lejos del límite superior teórico. La mejora obtenida mediante la optimización de los parámetros estructurales básicos es limitada. En el futuro, desde la perspectiva de la exploración de nuevos mecanismos y estructuras, como el diseño del electrodo de guía de onda coplanar estándar como un electrodo de microondas segmentado, el rendimiento del modulador podría mejorarse aún más.
Además, la implementación del encapsulado integrado del modulador en chip y la integración heterogénea en chip con láseres, detectores y otros dispositivos representa tanto una oportunidad como un desafío para el desarrollo futuro de moduladores de niobato de litio de película delgada. El modulador electroóptico de niobato de litio de película delgada desempeñará un papel cada vez más importante en los campos de la fotonografía de microondas, la comunicación óptica y otros.
Hora de publicación: 07-abr-2025