High Performance Electro-Optic Modulator: Tynd film Lithium Niobate Modulator

High Performance Electro-Optic Modulator:Tynd film Lithium Niobate Modulator

En elektro-optisk modulator (EOM -modulator) er en modulator fremstillet ved hjælp af den elektrooptiske virkning af visse elektrooptiske krystaller, som kan konvertere højhastigheds elektroniske signaler i kommunikationsenheder til optiske signaler. Når den elektrooptiske krystal udsættes for et påført elektrisk felt, ændres brydningsindekset for den elektro-optiske krystal, og krystalens optiske bølgeegenskaber vil også ændre sig også i overensstemmelse hermed, således at det er til en optisk signal til et optisk signal til et optisk signal til det optiske bølgesign.

På nuværende tidspunkt er der tre hovedtyper afElektrooptiske modulatorerPå markedet: Siliciumbaserede modulatorer, indiumphosphidmodulatorer og tynd filmLithium Niobate Modulator. Blandt dem har silicium ikke en direkte elektro-optisk koefficient, ydelsen er mere generel, kun egnet til produktion af kortdistance-datatransmissionstransceiver-modulmodulator, indiumphosphid Selvom de er egnede til mellemlang afstand optisk kommunikationsnetværk transceiver-modul, men kravene til integrationsprocessen er ekstremt høje, er omkostningerne relativt høje, anvendelsen er underlagt visse begrænsninger. I modsætning hertil er lithium niobat-krystal ikke kun rig på fotoelektrisk effekt, sæt fotorefraktiv effekt, ikke-lineær effekt, elektro-optisk effekt, akustisk optisk effekt, piezoelektrisk effekt og termoelektrisk effekt er meget reguleret ved kredsløb, og takket være dens gitterstruktur og rig defektstruktur, mange egenskaber af litiumniobat kan reguleres af kredse Doping, valensstatskontrol osv. Opnå overlegen fotoelektrisk ydeevne, såsom den elektro-optiske koefficient på op til 30,9 pm/V, markant højere end indiumphosphid, og har en lille chirp-effekt (Chirp-effekt: Henviser til fænomenet, at frekvensen inden for pulsen ændrer sig med tiden under laserpulsoverførselsprocessen Ikke -lineær effekt), et godt udryddelsesforhold (det gennemsnitlige effektforhold for signalets "on" -tilstand til dets "off" -tilstand) og overlegen enhedsstabilitet. In addition, the working mechanism of the thin film lithium niobate modulator is different from that of the silicon-based modulator and indium phosphide modulator using nonlinear modulation methods, which uses linear electro-optical effect to load the electrically modulated signal onto the optical carrier, and the modulation rate is mainly determined by the performance of the microwave electrode, so higher modulation speed and linearity as well as Lavere strømforbrug kan opnås. Baseret på ovenstående er Lithium Niobate blevet et ideelt valg til fremstilling af højtydende elektro-optiske modulatorer, som har en bred vifte af applikationer i 100 g/400 g sammenhængende optiske kommunikationsnetværk og ultra-høje hastighedsdatacentre og kan opnå lange transmissionssteder på mere end 100 kilometere.

Lithium niobat som et undergravende materiale af "fotonrevolutionen", selvom sammenlignet med silicium og indiumphosphid har mange fordele, men det forekommer ofte i form af et bulkmateriale i enheden, er lyset begrænset til planet bølgeleder dannet ved iondiffusion eller protonudveksling, brydningsindeksforskellen er normalt relativt lille (ca. 0,02), er den enhed, der er relativt stor. Det er vanskeligt at imødekomme behovene ved miniaturisering og integration afOptiske enheder, og dens produktionslinje er stadig forskellig fra den faktiske mikroelektronikproceslinie, og der er et problem med høje omkostninger, så tynd filmdannelse er en vigtig udviklingsretning for lithium niobat, der bruges i elektro-optiske modulatorer.