Taas nga performance nga electro-optic modulator: nipis nga film lithium niobate modulator

Taas nga performance nga electro-optic modulator:nipis nga pelikula nga lithium niobate modulator

Usa ka electro-optical modulator (Modulator sa EOM) usa ka modulator nga gihimo gamit ang electro-optical effect sa pipila ka electro-optical crystals, nga makahimo sa pag-convert sa high-speed electronic signals sa mga communication device ngadto sa optical signals. Kung ang electro-optic crystal gipailalom sa usa ka applied electric field, ang refractive index sa electro-optic crystal mausab, ug ang optical wave characteristics sa kristal mausab usab sumala niana, aron matuman ang modulation sa amplitude, phase ug polarization state sa optical signal, ug ma-convert ang high-speed electronic signal sa communication device ngadto sa optical signal pinaagi sa modulation.

Sa pagkakaron, adunay tulo ka pangunang matang samga modulator sa electro-opticsa merkado: mga modulator nga nakabase sa silicon, mga modulator nga indium phosphide ug nipis nga pelikulamodulator sa lithium niobateLakip niini, ang silicon walay direktang electro-optical coefficient, ang performance mas heneral, angay lamang alang sa produksyon sa short-distance data transmission transceiver module modulator, bisan tuod ang indium phosphide angay alang sa medium-long distance optical communication network transceiver module, apan ang mga kinahanglanon sa integration process taas kaayo, ang gasto medyo taas, ug ang aplikasyon adunay pipila ka mga limitasyon. Sa kasukwahi, ang kristal sa lithium niobate dili lamang dato sa photoelectric effect, ang set photorefractive effect, nonlinear effect, electro-optical effect, acoustic optical effect, piezoelectric effect ug thermoelectric effect katumbas sa usa, ug tungod sa istruktura sa lattice ug dato nga istruktura sa depekto, daghang mga kabtangan sa lithium niobate ang mahimong makontrol pag-ayo sa komposisyon sa kristal, element doping, valence state control, ug uban pa. Makab-ot ang labaw nga photoelectric performance, sama sa electro-optical coefficient nga hangtod sa 30.9pm/V, nga mas taas kaysa indium phosphide, ug adunay gamay nga chirp effect (chirp effect: nagtumong sa panghitabo nga ang frequency sulod sa pulse mausab sa paglabay sa panahon atol sa proseso sa transmission sa laser pulse. Ang mas dako nga chirp effect moresulta sa mas ubos nga signal-to-noise ratio ug nonlinear effect), usa ka maayo nga extinction ratio (ang average power ratio sa "on" state sa signal ngadto sa "off" state niini), ug labaw nga device stability. Dugang pa, ang mekanismo sa pagtrabaho sa thin film lithium niobate modulator lahi sa silicon-based modulator ug indium phosphide modulator nga naggamit ug nonlinear modulation methods, nga naggamit ug linear electro-optical effect aron i-load ang electrically modulated signal ngadto sa optical carrier, ug ang modulation rate kasagaran gitino sa performance sa microwave electrode, busa makab-ot ang mas taas nga modulation speed ug linearity ingon man ang mas ubos nga power consumption. Base sa nahisgotan na, ang lithium niobate nahimong sulundon nga kapilian alang sa pag-andam sa high-performance electro-optic modulators, nga adunay daghang aplikasyon sa 100G/400G coherent optical communication networks ug ultra-high-speed data centers, ug makab-ot ang taas nga transmission distances nga sobra sa 100 kilometros.

Ang Lithium niobate isip usa ka subersibong materyal sa "photon revolution", bisan kon itandi sa silicon ug indium phosphide adunay daghang bentaha, apan kini kanunay nga makita sa porma sa usa ka bulk nga materyal sa device, ang kahayag limitado sa plane waveguide nga naporma pinaagi sa ion diffusion o proton exchange, ang refractive index difference kasagaran gamay ra (mga 0.02), ang gidak-on sa device medyo dako. Lisod matubag ang mga panginahanglan sa miniaturization ug integration samga aparatong optikal, ug ang linya sa produksiyon niini lahi gihapon sa aktuwal nga linya sa proseso sa microelectronics, ug adunay problema sa taas nga gasto, busa ang pagporma sa nipis nga pelikula usa ka hinungdanon nga direksyon sa pag-uswag alang sa lithium niobate nga gigamit sa mga electro-optical modulator.