고성능 전기광학 변조기:박막 리튬 니오베이트 변조기
전기광학 변조기EOM 변조기변조기(MCO)는 특정 전기광학 결정의 전기광학 효과를 이용하여 통신 장치의 고속 전자 신호를 광 신호로 변환하는 장치입니다. 전기광학 결정에 전기장이 가해지면 굴절률이 변하고, 이에 따라 결정의 광파 특성도 변하여 광 신호의 진폭, 위상 및 편광 상태를 변조할 수 있습니다. 이러한 변조를 통해 통신 장치의 고속 전자 신호를 광 신호로 변환하는 것입니다.
현재, 크게 세 가지 유형이 있습니다.전기광학 변조기시판 제품: 실리콘 기반 변조기, 인듐 인화물 변조기 및 박막 변조기리튬 니오베이트 변조기그중 실리콘은 직접적인 전기광학 계수가 없고 성능이 일반적이어서 단거리 데이터 전송 송수신기 모듈 변조기 생산에만 적합하며, 인듐인화물은 중장거리 광통신 네트워크 송수신기 모듈에 적합하지만 집적 공정 요구 사항이 매우 높고 비용이 상대적으로 높으며 적용에 certain 제한이 있습니다. 반면, 니오브산리튬 결정은 풍부한 광전 효과뿐만 아니라 광굴절 효과, 비선형 효과, 전기광학 효과, 음향광학 효과, 압전 효과 및 열전 효과를 모두 갖추고 있으며, 격자 구조와 풍부한 결함 구조 덕분에 결정 조성, 원소 도핑, 원자가 상태 제어 등을 통해 니오브산리튬의 다양한 특성을 크게 조절할 수 있습니다. 이를 통해 최대 30.9pm/V의 전기광학 계수와 같은 우수한 광전 성능을 구현할 수 있는데, 이는 인듐인화물보다 훨씬 높습니다. 또한, 니오브산리튬은 작은 처프 효과(처프 효과: 레이저 펄스 전송 과정에서 펄스 내 주파수가 시간에 따라 변하는 현상. 처프 효과가 클수록 신호 대 잡음비가 낮아지고 비선형 효과가 나타남), 우수한 소멸비(신호의 "켜짐" 상태와 "꺼짐" 상태의 평균 전력 비율) 및 뛰어난 소자 안정성을 나타냅니다. 또한, 박막 리튬 니오베이트 변조기의 작동 메커니즘은 비선형 변조 방식을 사용하는 실리콘 기반 변조기 및 인듐 인화물 변조기와는 다릅니다. 이 변조기는 선형 전기광학 효과를 이용하여 전기적으로 변조된 신호를 광 캐리어에 로딩하며, 변조율은 주로 마이크로파 전극의 성능에 의해 결정되므로 더 높은 변조 속도와 선형성, 그리고 낮은 전력 소비를 달성할 수 있습니다. 따라서 리튬 니오베이트는 고성능 전기광학 변조기 제작에 이상적인 소재로, 100G/400G 코히런트 광통신 네트워크 및 초고속 데이터 센터 등 다양한 분야에서 활용 가능하며, 100km 이상의 장거리 전송을 구현할 수 있습니다.
리튬 니오베이트는 "광자 혁명"의 혁신적인 소재로, 실리콘 및 인듐 인화물에 비해 많은 장점을 가지고 있지만, 소자 내에서는 주로 벌크 형태로 존재하며, 이온 확산이나 양성자 교환에 의해 형성된 평면 도파관에 빛이 제한되고, 굴절률 차이가 비교적 작으며(약 0.02), 소자 크기가 상대적으로 커서 소형화 및 집적화 요구를 충족하기 어렵다는 단점이 있습니다.광학 장치또한, 리튬 니오베이트의 생산 라인은 여전히 실제 마이크로 전자 공정 라인과 다르며, 높은 비용 문제가 있기 때문에 박막 형성은 전기광학 변조기에 사용되는 리튬 니오베이트의 중요한 개발 방향입니다.
게시 시간: 2024년 12월 24일