Высокапрадукцыйны электрааптычны мадулятар:тонкаплёнкавы мадулятар ніабату літыя
Электрааптычны мадулятар (Мадулятар EOM) — гэта мадулятар, выраблены з выкарыстаннем электрааптычнага эфекту некаторых электрааптычных крышталяў, якія могуць пераўтвараць высакахуткасныя электронныя сігналы ў прыладах сувязі ў аптычныя сігналы. Калі электрааптычны крышталь падвяргаецца ўздзеянню прыкладзенага электрычнага поля, паказчык праламлення электрааптычнага крышталя змяняецца, і аптычныя хвалевыя характарыстыкі крышталя таксама змяняюцца адпаведна, каб рэалізаваць мадуляцыю амплітуды, фазы і стану палярызацыі аптычнага сігналу і пераўтварыць высакахуткасны электронны сігнал у прыладзе сувязі ў аптычны сігнал праз мадуляцыю.
У цяперашні час існуе тры асноўныя тыпыэлектрааптычныя мадулятарына рынку: мадулятары на аснове крэмнію, мадулятары на аснове фасфіду індыю і тонкаплёнкавыямадулятар ніабату літыяСярод іх крэмній не мае прамога электрааптычнага каэфіцыента, яго прадукцыйнасць больш агульная і падыходзіць толькі для вытворчасці модуля прыёмаперадатчыка перадачы дадзеных на кароткія адлегласці, а фасфід індыя падыходзіць для модуля прыёмаперадатчыка аптычнай сеткі сувязі на сярэднія і вялікія адлегласці, але патрабаванні да працэсу інтэграцыі надзвычай высокія, кошт адносна высокі, а прымяненне мае пэўныя абмежаванні. У адрозненне ад гэтага, крышталь ніабата літыя не толькі багаты на фотаэлектрычны эфект, але і мае мноства фотарэфракцыйных, нелінейных, электрааптычных, акустычных, п'езаэлектрычных і тэрмаэлектрычных эфектаў, якія роўныя адзінцы. Дзякуючы сваёй структуры рашоткі і багатай дэфектнай структуры, многія ўласцівасці ніабата літыя можна значна рэгуляваць складам крышталя, легіраваннем элементаў, кантролем валентнага стану і г.д. Ён мае найлепшыя фотаэлектрычныя характарыстыкі, такія як электрааптычны каэфіцыент да 30,9 пм/В, што значна вышэй, чым у фасфіду індыя, і мае невялікі эфект чырпу (эфект чырпу: адносіцца да з'явы, калі частата ў імпульсе змяняецца з часам падчас працэсу перадачы лазернага імпульсу. Большы эфект чырпу прыводзіць да меншага суадносін сігнал/шум і нелінейнага эфекту), добры каэфіцыент згасання (сярэдняе суадносіны магутнасці сігналу "уключаны" да яго "выключанага") і найвышэйшую стабільнасць прылады. Акрамя таго, механізм працы тонкаплёнкавага мадулятара на аснове ніабату літыя адрозніваецца ад механізму працы мадулятара на аснове крэмнію і мадулятара на аснове фасфіду індыю, якія выкарыстоўваюць нелінейныя метады мадуляцыі. У іх для загрузкі электрычна мадуляванага сігналу на аптычны носьбіт выкарыстоўваецца лінейны электрааптычны эфект, а хуткасць мадуляцыі ў асноўным вызначаецца прадукцыйнасцю мікрахвалевага электрода, таму можна дасягнуць больш высокай хуткасці і лінейнасці мадуляцыі, а таксама меншага спажывання энергіі. Зыходзячы з вышэйсказанага, ніабат літыя стаў ідэальным выбарам для стварэння высокапрадукцыйных электрааптычных мадулятараў, якія маюць шырокі спектр прымянення ў кагерэнтных аптычных камунікацыйных сетках 100G/400G і звышхуткасных цэнтрах апрацоўкі дадзеных, і могуць дасягаць вялікіх адлегласцей перадачы больш за 100 кіламетраў.
Ніабат літыя як падрыўны матэрыял «фатоннай рэвалюцыі», хоць і мае шмат пераваг у параўнанні з крэмніем і фасфідам індыя, але часта з'яўляецца ў выглядзе аб'ёмнага матэрыялу ў прыладзе, святло абмежавана плоскім хваляводам, утвораным іённай дыфузіяй або пратонным абменам, розніца паказчыкаў праламлення звычайна адносна невялікая (каля 0,02), памер прылады адносна вялікі. Гэта цяжка задаволіць патрэбы мініяцюрызацыі і інтэграцыі.аптычныя прылады, а яго вытворчая лінія ўсё яшчэ адрозніваецца ад рэальнай тэхналагічнай лініі мікраэлектронікі, і існуе праблема высокага кошту, таму фарміраванне тонкай плёнкі з'яўляецца важным напрамкам развіцця ніабата літыя, які выкарыстоўваецца ў электрааптычных мадулятарах.
Час публікацыі: 24 снежня 2024 г.