Modulatore elettro-otticu d'altu rendimentu:Modulatore di niobato di litiu à film sottile
Un modulatore elettro-otticu (Modulatore EOM) hè un modulatore fattu aduprendu l'effettu elettro-otticu di certi cristalli elettro-ottici, chì ponu cunvertisce i signali elettronichi à alta velocità in i dispositivi di cumunicazione in signali ottici. Quandu u cristallu elettro-otticu hè sottumessu à un campu elettricu applicatu, l'indice di rifrazione di u cristallu elettro-otticu cambierà, è e caratteristiche di l'onda ottica di u cristallu cambieranu ancu di cunsiguenza, in modu da realizà a modulazione di l'ampiezza, a fase è u statu di polarizazione di u signale otticu, è cunvertisce u signale elettronicu à alta velocità in u dispositivu di cumunicazione in un signale otticu per via di a modulazione.
Attualmente, ci sò trè tippi principali dimodulatori elettro-otticinantu à u mercatu: modulatori à basa di siliciu, modulatori di fosfuru d'indiu è film sottilemodulatore di niobatu di litiuTrà elli, u siliciu ùn hà micca un cuefficiente elettro-otticu direttu, a prestazione hè più generale, adatta solu per a pruduzzione di modulatori di moduli transceiver di trasmissione di dati à corta distanza, u fosfuru d'indiu ancu s'ellu hè adattatu per u modulu transceiver di rete di cumunicazione ottica à media-longa distanza, ma i requisiti di u prucessu d'integrazione sò estremamente alti, u costu hè relativamente altu, l'applicazione hè sottumessa à certe limitazioni. In cuntrastu, u cristallu di niobatu di litiu ùn hè micca solu riccu in effettu fotoelettricu, l'effettu fotorefrattivu, l'effettu non lineare, l'effettu elettro-otticu, l'effettu otticu acusticu, l'effettu piezoelettricu è l'effettu termoelettricu sò uguali à unu, è grazia à a so struttura di reticolo è a ricca struttura di difetti, parechje proprietà di u niobatu di litiu ponu esse assai regulate da a cumpusizione di u cristallu, u doping di l'elementi, u cuntrollu di u statu di valenza, ecc. Ottene prestazioni fotoelettriche superiori, cum'è u coefficientu elettro-otticu finu à 30,9 pm / V, significativamente più altu ch'è u fosfuru d'indiu, è hà un picculu effettu chirp (effettu chirp: si riferisce à u fenomenu chì a frequenza in l'impulsu cambia cù u tempu durante u prucessu di trasmissione di l'impulsu laser. Un effettu chirp più grande si traduce in un rapportu segnale-rumore più bassu è un effettu non lineare), un bonu rapportu di estinzione (u rapportu di putenza mediu di u statu "on" di u signale à u so statu "off"), è una stabilità superiore di u dispositivu. Inoltre, u mecanismu di funziunamentu di u modulatore di niobatu di litiu à film sottile hè diversu da quellu di u modulatore à basa di siliciu è di u modulatore di fosfuru d'indiu chì utilizanu metudi di modulazione non lineari, chì utilizanu l'effettu elettro-otticu lineare per caricà u signale modulatu elettricamente nantu à u supportu otticu, è a velocità di modulazione hè principalmente determinata da e prestazioni di l'elettrodu à microonde, dunque si pò ottene una velocità di modulazione è una linearità più elevate, è ancu un cunsumu energeticu più bassu. Basatu annantu à ciò chì precede, u niobatu di litiu hè diventatu una scelta ideale per a preparazione di modulatori elettro-ottici ad alte prestazioni, chì anu una vasta gamma di applicazioni in reti di cumunicazione ottica coerenti 100G/400G è centri di dati à velocità ultra elevata, è ponu ottene lunghe distanze di trasmissione di più di 100 chilometri.
U niobatu di litiu cum'è materiale subversivu di a "rivoluzione fotonica", ancu s'ellu hè paragunatu à u siliciu è u fosfuru d'indiu hà parechji vantaghji, ma spessu appare in forma di materiale in massa in u dispusitivu, a luce hè limitata à a guida d'onda piana furmata da a diffusione ionica o u scambiu di protoni, a differenza di l'indice di rifrazione hè di solitu relativamente chjuca (circa 0,02), a dimensione di u dispusitivu hè relativamente grande. Hè difficiule di risponde à i bisogni di miniaturizazione è integrazione didispositivi ottici, è a so linea di pruduzzione hè sempre diversa da a linea di prucessu microelettronica attuale, è ci hè un prublema di costu elevatu, dunque a furmazione di film sottili hè una direzzione di sviluppu impurtante per u niobatu di litiu utilizatu in i modulatori elettro-ottici.
Data di publicazione: 24 dicembre 2024