고성능 전기광학 변조기:박막 리튬 니오베이트 변조기
전기광학 변조기(EOM 변조기)는 특정 전기 광학 결정의 전기 광학 효과를 이용하여 제작된 변조기로, 통신 장치의 고속 전자 신호를 광 신호로 변환할 수 있습니다. 전기 광학 결정에 전기장을 인가하면 전기 광학 결정의 굴절률이 변하고, 이에 따라 결정의 광파 특성도 변하여 광 신호의 진폭, 위상 및 편광 상태를 변조하고, 통신 장치의 고속 전자 신호를 변조를 통해 광 신호로 변환합니다.
현재, 세 가지 주요 유형이 있습니다.전기광학 변조기시중에는 실리콘 기반 변조기, 인듐 인화물 변조기 및 박막 변조기가 있습니다.리튬 니오베이트 변조기. 그 중 실리콘은 직접적인 전기 광학 계수를 갖지 않으며, 성능이 더 일반적이어서 단거리 데이터 전송용 송수신 모듈 변조기 생산에만 적합합니다. 인듐 인화물은 중장거리 광통신 네트워크 송수신 모듈에 적합하지만, 집적 공정 요구 사항이 매우 높고 비용이 비교적 높기 때문에 응용 분야에 일정한 제약이 있습니다. 대조적으로, 리튬 니오베이트 결정은 광전 효과, 설정 광굴절 효과, 비선형 효과, 전기 광학 효과, 음향 광학 효과, 압전 효과 및 열전 효과가 1과 같을 뿐만 아니라 격자 구조와 풍부한 결함 구조 덕분에 리튬 니오베이트의 많은 특성은 결정 구성, 원소 도핑, 원자가 상태 제어 등에 의해 크게 조절될 수 있습니다. 최대 30.9pm/V의 전기 광학 계수와 같은 우수한 광전 성능을 달성하여 인듐 인화물보다 상당히 높고 작은 처프 효과(처프 효과: 레이저 펄스 전송 과정에서 펄스 내 주파수가 시간에 따라 변하는 현상을 말합니다. 처프 효과가 클수록 신호 대 잡음비가 낮아지고 비선형 효과가 나타납니다), 우수한 소광비(신호의 "켜짐" 상태와 "꺼짐" 상태의 평균 전력 비율) 및 우수한 장치 안정성을 갖습니다. 또한, 박막 리튬 니오베이트 변조기의 작동 메커니즘은 비선형 변조 방식을 사용하는 실리콘 기반 변조기 및 인화인듐(IMP) 변조기와는 다릅니다. 비선형 변조 방식은 선형 전기광학 효과를 이용하여 전기적으로 변조된 신호를 광 캐리어에 부하하며, 변조 속도는 주로 마이크로파 전극의 성능에 의해 결정되므로 더 높은 변조 속도와 선형성, 그리고 더 낮은 전력 소모를 달성할 수 있습니다. 이러한 점을 바탕으로, 리튬 니오베이트는 100G/400G 코히어런트 광통신 네트워크 및 초고속 데이터 센터 등 광범위한 분야에 적용 가능한 고성능 전기광학 변조기 제작에 이상적인 선택이 되었으며, 100km 이상의 장거리 전송을 달성할 수 있습니다.
"광자 혁명"의 파괴적인 소재인 니오브산리튬은 실리콘이나 인화인듐에 비해 많은 장점을 가지고 있지만, 소자 내에서는 종종 벌크 형태의 물질로 나타납니다. 빛은 이온 확산이나 양성자 교환에 의해 형성된 평면 도파로로 제한되며, 굴절률 차이는 일반적으로 비교적 작습니다(약 0.02). 따라서 소자 크기가 상대적으로 큽니다. 따라서 소형화 및 집적화 요구를 충족하기 어렵습니다.광학 장치, 그리고 그 생산 라인은 여전히 실제 마이크로 전자 공정 라인과 다르고, 비용이 많이 든다는 문제도 있기 때문에 박막 형성은 전기 광학 변조기에 사용되는 리튬 니오베이트의 중요한 개발 방향입니다.
게시 시간: 2024년 12월 24일