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 de fibra única ha aumentado millones de veces, y un pequeño número de investigaciones de vanguardia ha superado las decenas de millones de veces. El niobato de litio desempeñó un gran papel en el centro de nuestra industria. En los primeros días de la comunicación por fibra óptica, la modulación de la señal óptica se sintonizaba directamente en laláserEste modo de modulación es aceptable para aplicaciones de bajo ancho de banda o corta distancia. Para modulación de alta velocidad y aplicaciones de larga distancia, el ancho de banda será insuficiente y el canal de transmisión resultará demasiado costoso para satisfacer las necesidades de dichas aplicaciones.
En el ámbito de la comunicación por fibra óptica, la modulación de la señal se vuelve cada vez más rápida para satisfacer el aumento de la capacidad de comunicación. El modo de modulación de la señal óptica comienza a diferenciarse, utilizándose distintos modos de modulación en redes de corta distancia y redes troncales de larga distancia. En las redes de corta distancia se utiliza la modulación directa de bajo coste, mientras que en las redes troncales de larga distancia se emplea un modulador electroóptico independiente, separado del láser.
El modulador electroóptico utiliza la estructura de 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 las zonas 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 de interferencia se controla regulando la fase del mismo haz tras su división. En otras palabras, el resultado de la interferencia se puede controlar regulando la fase de la interferencia.
El niobato de litio es un material utilizado en la comunicación por fibra óptica. Permite controlar la fase de la luz mediante el nivel de voltaje (señal eléctrica) y modular la señal luminosa, lo que explica 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 la 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, mientras que su capacidad de señal óptica es ligeramente inferior, pero también es utilizable, lo que abre nuevas oportunidades de mercado.
Además de sus excelentes propiedades eléctricas, el fosfuro de indio y la fotónica de silicio tienen las ventajas de miniaturización e integración que el niobato de litio no tiene. El fosfuro de indio es más pequeño que el niobato de litio y tiene un mayor grado de integración, y los fotones de silicio son más pequeños que el fosfuro de indio y tienen un mayor grado de integración. La cabeza del niobato de litio comomoduladorSu longitud es el doble que la del fosfuro de indio, y solo puede funcionar como modulador, sin poder integrar otras funciones.
Actualmente, el modulador electroóptico ha entrado en la era de los 100 mil millones de símbolos (128G equivale a 128 mil millones), y el niobato de litio ha vuelto a la carga para competir, con la esperanza de liderar esta era en un futuro próximo y entrar en el mercado de los 250 mil millones de símbolos. Para que el niobato de litio recupere este mercado, es necesario analizar las ventajas que ofrecen el fosfuro de indio y los fotones de silicio, y que el niobato de litio no posee: capacidad eléctrica, alta integración y miniaturización.
El cambio en el niobato de litio radica en tres aspectos: la mejora de la capacidad eléctrica, la mejora de la integración y la miniaturización. La solución a estos tres aspectos técnicos requiere una sola acción: aplicar una película delgada al material de niobato de litio, utilizando una capa muy fina como guía de onda óptica. Esto permite rediseñar el electrodo, mejorar la capacidad eléctrica, el ancho de banda y la eficiencia de modulación de la señal eléctrica, lo que a su vez mejora la capacidad eléctrica. Esta película también puede adherirse a la oblea de silicio para lograr una integración mixta: el niobato de litio actúa como modulador, mientras que el resto del silicio integra los fotones. La miniaturización de los fotones de silicio es evidente para todos: la integración mixta de la película de niobato de litio y la luz de silicio mejora la integración y, por consiguiente, logra la miniaturización.
En un futuro próximo, el modulador electroóptico está a punto de entrar en la era de la tasa de 200 mil millones de símbolos, la desventaja óptica del fosfuro de indio y los fotones de silicio se hace cada vez más evidente, y la ventaja óptica del niobato de litio se hace cada vez más prominente, y la película delgada de niobato de litio mejora la desventaja de este material como modulador, y la industria se centra en este "niobato de litio de película delgada", es decir, la película delgadamodulador de niobato de litioEste es el papel del niobato de litio en película delgada en el campo de los moduladores electroópticos.