El papel de la película delgada de niobato de litio en el modulador electroóptico

El papel de la película delgada de niobato de litio enmodulador electroóptico
Desde los inicios de la industria hasta la actualidad, la capacidad de comunicación por fibra óptica se ha incrementado millones de veces, y algunas investigaciones punteras han superado las decenas de millones de veces. El niobato de litio desempeñó un papel fundamental en el desarrollo de esta industria. En los albores de la comunicación por fibra óptica, la modulación de la señal óptica se ajustaba directamente en la fibra.láserEste modo de modulación es aceptable en aplicaciones de bajo ancho de banda o corto alcance. Para modulación de alta velocidad y aplicaciones de largo alcance, el ancho de banda será insuficiente y el canal de transmisión resultará demasiado costoso para dichas aplicaciones.
En el ámbito de la comunicación por fibra óptica, la modulación de la señal se acelera progresivamente para satisfacer el aumento de la capacidad de comunicación. Esto conlleva una diversificación en los modos de modulación óptica, utilizándose distintos modos para redes de corto alcance y redes troncales de largo alcance. En redes de corto alcance se emplea la modulación directa de bajo coste, mientras que en redes troncales de largo alcance se utiliza un modulador electroóptico independiente del láser.
El modulador electroóptico utiliza la interferencia de Mach-Zehnder para modular la señal. La luz es una onda electromagnética, y para lograr una interferencia estable, se requiere un control preciso de la frecuencia, la fase y la polarización. A menudo se habla de franjas de interferencia, franjas claras y oscuras. Las franjas claras representan áreas donde la interferencia electromagnética se intensifica, mientras que las oscuras la debilitan. La interferencia de Mach-Zehnder es un tipo de interferómetro con una estructura especial, cuyo efecto se controla modificando la fase del haz tras su división. En otras palabras, el resultado de la interferencia se puede controlar ajustando su fase.
El niobato de litio se utiliza en la comunicación por fibra óptica, ya que permite controlar la fase de la luz mediante el nivel de voltaje (señal eléctrica) para lograr la modulación de la señal óptica. Esta es la relación entre el modulador electroóptico y el niobato de litio. Nuestro modulador, denominado modulador electroóptico, requiere considerar tanto la integridad de la señal eléctrica como la calidad de modulación de la señal óptica. La capacidad de señal eléctrica del fosfuro de indio y la fotónica de silicio es superior a la del niobato de litio, y su capacidad de señal óptica es ligeramente inferior, aunque también utilizable, lo que abre una nueva vía para aprovechar las oportunidades del mercado.
Además de sus excelentes propiedades eléctricas, el fosfuro de indio y la fotónica de silicio presentan ventajas de miniaturización e integración de las que carece el niobato de litio. El fosfuro de indio es más pequeño que el niobato de litio y tiene un mayor grado de integración, mientras que la fotónica de silicio es más pequeña que el fosfuro de indio y también tiene un mayor grado de integración. El niobato de litio, como componente principal, se utiliza para la fabricación de dispositivos con alta eficiencia energética.moduladorTiene el doble de longitud que el fosfuro de indio, y solo puede actuar como modulador y no puede integrar otras funciones.
Actualmente, el modulador electroóptico ha entrado en la era de la velocidad de 100 mil millones de símbolos (128G equivale a 128 mil millones), y el niobato de litio ha vuelto a la carga para participar en la competencia, con la esperanza de liderar esta era en un futuro próximo, tomando la delantera en el mercado de la velocidad de 250 mil millones de símbolos. Para que el niobato de litio recupere este mercado, es necesario analizar las ventajas que poseen el fosfuro de indio y los fotones de silicio, pero que el niobato de litio no tiene: capacidad eléctrica, alta integración y miniaturización.
La transformación del niobato de litio se centra en tres aspectos: mejorar su capacidad eléctrica, optimizar su integración y miniaturizarlo. La solución a estos tres aspectos técnicos requiere una sola acción: depositar una película delgada de niobato de litio, utilizando una capa muy fina como guía de onda óptica. Esto permite rediseñar los electrodos, mejorar la capacidad eléctrica, el ancho de banda y la eficiencia de modulación de la señal eléctrica, optimizando así la capacidad eléctrica. Esta película también puede adherirse a una oblea de silicio para lograr una integración mixta, donde el niobato de litio actúa como modulador y el silicio se integra en la fase óptica. La miniaturización de la fase óptica del silicio es evidente: la integración mixta de la película de niobato de litio y la fase óptica del silicio mejora la integración y, naturalmente, logra la miniaturización.
En un futuro próximo, los moduladores electroópticos están a punto de entrar en la era de los 200 mil millones de símbolos. La desventaja óptica de los fotones de fosfuro de indio y silicio se hace cada vez más evidente, mientras que la ventaja óptica del niobato de litio cobra mayor relevancia. La película delgada de niobato de litio mejora las desventajas de este material como modulador, y la industria se centra en esta "película delgada de niobato de litio".modulador de niobato de litioEste es el papel del niobato de litio en película delgada en el campo de los moduladores electroópticos.