Eo 변조기 시리즈: 고속, 저전압, 소형 리튬 니오베이트 박막 분극 제어 장치

Eo 변조기시리즈: 고속, 저전압, 소형 리튬 니오베이트 박막 분극 제어 장치

자유 공간에서 빛의 파동(다른 주파수의 전자기파도 마찬가지)은 전단파이며, 빛의 전기장과 자기장의 진동 방향은 진행 방향에 수직인 단면에서 다양한 방향을 가질 수 있는데, 이것이 빛의 편광 특성입니다. 편광은 간섭성 광통신, 산업 검출, 생물의학, 지구 원격 탐사, 현대 군사, 항공 및 해양 분야에서 중요한 응용 가치를 지닙니다.

자연계에서 많은 생물들은 더 나은 길 찾기를 위해 빛의 편광을 구별할 수 있는 시각 시스템을 진화시켜 왔습니다. 예를 들어, 꿀벌은 다섯 개의 눈(세 개의 홑눈과 두 개의 겹눈)을 가지고 있는데, 각 눈에는 6,300개의 작은 눈이 있어 하늘의 모든 방향에서 빛의 편광 지도를 얻을 수 있습니다. 꿀벌은 이 편광 지도를 이용하여 꽃의 위치를 ​​파악하고 동족을 정확한 꽃으로 인도할 수 있습니다. 인간은 꿀벌처럼 빛의 편광을 감지하는 생리적 기관이 없기 때문에 인공적인 장치를 사용하여 빛의 편광을 감지하고 조작해야 합니다. 대표적인 예로 편광 안경을 사용하여 서로 다른 이미지에서 오는 빛을 좌우 눈으로 직각 편광시켜 보여주는 것이 있는데, 이것이 바로 영화관에서 3D 영화를 볼 때 사용하는 원리입니다.

고성능 광 편광 제어 장치의 개발은 편광 응용 기술 발전에 핵심적인 요소입니다. 대표적인 편광 제어 장치로는 편광 상태 발생기, 스크램블러, 편광 분석기, 편광 제어기 등이 있습니다. 최근 광 편광 조작 기술은 급속한 발전을 거듭하며 여러 중요한 신흥 분야에 깊이 통합되고 있습니다.

취득광통신예를 들어, 데이터 센터의 대규모 데이터 전송 수요에 힘입어 장거리 코히런트 전송이 등장했습니다.광학통신 기술은 비용과 에너지 소비에 매우 민감한 단거리 상호 연결 응용 분야로 점차 확산되고 있으며, 편광 조작 기술을 활용하면 단거리 코히런트 광 통신 시스템의 비용과 전력 소비를 효과적으로 줄일 수 있습니다. 그러나 현재 편광 제어는 주로 개별 광 부품을 통해 구현되고 있어 성능 향상과 비용 절감에 심각한 제약이 있습니다. 광전자 집적 기술의 급속한 발전과 함께 집적화 및 칩화는 향후 광 편광 제어 장치 개발의 중요한 추세가 될 것입니다.
하지만 기존의 니오브산리튬 결정으로 제작된 광 도파관은 굴절률 대비가 작고 광장 결합 능력이 약하다는 단점이 있습니다. 또한, 소자 크기가 커서 집적화 개발 요구를 충족하기 어렵고, 전기광학적 상호작용이 약하여 소자 구동 전압이 높습니다.

최근 몇 년 동안,광자 장치리튬 니오베이트 박막 소재 기반의 기술은 기존 기술보다 더 빠른 속도와 더 낮은 구동 전압을 달성하며 역사적인 발전을 이루었습니다.리튬 니오베이트 광자 소자이러한 특성 덕분에 업계에서 선호되고 있습니다. 최근 연구에서는 편광 발생기, 스크램블러, 편광 분석기, 편광 제어기 등의 주요 기능을 포함하는 리튬 니오베이트 박막 포토닉 집적 플랫폼 기반의 통합 광 편광 제어 칩이 구현되었습니다. 이 칩의 주요 파라미터인 편광 발생 속도, 편광 소멸비, 편광 섭동 속도, 측정 속도 등은 세계 신기록을 세웠으며, 고속, 저비용, 기생 변조 손실 없음, 저구동 전압 등의 우수한 성능을 보여주었습니다. 이 연구 결과는 고성능의 일련의 기능을 최초로 구현한 것입니다.리튬 니오베이트박막 광학 편광 제어 장치는 그림 1에 나타낸 바와 같이 1. 편광 회전/분할기, 2. 마흐-진델 간섭계(설명 >)의 두 가지 기본 단위로 구성됩니다.