Die Rolle dünner Lithiumniobatfilme im elektrooptischen Modulator

Die Rolle dünner Lithiumniobatfilme inelektrooptischer Modulator
Von den Anfängen der Branche bis heute hat sich die Kapazität der Einzelfaserkommunikation millionenfach erhöht, und einige wenige Spitzenforschungen haben die Kapazität um das Zehnmillionenfache überschritten. Lithiumniobat spielte in unserer Branche eine wichtige Rolle. In den Anfängen der Glasfaserkommunikation wurde die Modulation des optischen Signals direkt auf dieLaserDieser Modulationsmodus ist für Anwendungen mit geringer Bandbreite oder kurzen Entfernungen geeignet. Für Hochgeschwindigkeitsmodulation und Anwendungen über große Entfernungen reicht die Bandbreite nicht aus, und der Übertragungskanal ist für diese Anwendungen zu teuer.
Im Zuge der Glasfaserkommunikation wird die Signalmodulation aufgrund der steigenden Kommunikationskapazität immer schneller. Der optische Signalmodulationsmodus beginnt sich zu trennen. In der Nah- und Fernnetztechnik kommen unterschiedliche Modulationsmodi zum Einsatz. In der Nahnetztechnik wird kostengünstige Direktmodulation eingesetzt, in der Fernnetztechnik ein separater „elektrooptischer Modulator“, der vom Laser getrennt ist.
Elektrooptische Modulatoren nutzen die Machzender-Interferenzstruktur zur Signalmodulation. Licht ist eine elektromagnetische Welle. Stabile Interferenz elektromagnetischer Wellen erfordert eine stabile Steuerung von Frequenz, Phase und Polarisation. Oft wird der Begriff Interferenzstreifen verwendet, der helle und dunkle Streifen bezeichnet. Helle Bereiche verstärken die elektromagnetische Interferenz, dunkle Bereiche schwächen die Energie. Machzender-Interferenz ist ein Interferometer mit spezieller Struktur. Der Interferenzeffekt wird durch die Phasensteuerung des geteilten Strahls gesteuert. Anders ausgedrückt: Das Interferenzergebnis kann durch die Phasensteuerung gesteuert werden.
Lithiumniobat wird in der Glasfaserkommunikation eingesetzt. Es nutzt den Spannungspegel (elektrisches Signal), um die Phase des Lichts zu steuern und so eine Modulation des Lichtsignals zu erreichen. Dies ist die Beziehung zwischen dem elektrooptischen Modulator und Lithiumniobat. Unser Modulator wird als elektrooptischer Modulator bezeichnet und muss sowohl die Integrität des elektrischen Signals als auch die Modulationsqualität des optischen Signals berücksichtigen. Die elektrische Signalkapazität von Indiumphosphid und Siliziumphotonik ist besser als die von Lithiumniobat. Die optische Signalkapazität ist etwas schwächer, kann aber ebenfalls genutzt werden, was neue Möglichkeiten zur Nutzung von Marktchancen eröffnet.
Neben ihren hervorragenden elektrischen Eigenschaften bieten Indiumphosphid und Siliziumphotonik die Vorteile der Miniaturisierung und Integration, die Lithiumniobat nicht bietet. Indiumphosphid ist kleiner als Lithiumniobat und weist einen höheren Integrationsgrad auf, und Siliziumphotonen sind kleiner als Indiumphosphid und weisen einen höheren Integrationsgrad auf. Der Kopf von Lithiumniobat alsModulatorist doppelt so lang wie Indiumphosphid und kann nur ein Modulator sein und keine anderen Funktionen integrieren.
Der elektrooptische Modulator hat derzeit die Ära der 100-Milliarden-Symbolrate (128G entspricht 128 Milliarden) erreicht. Lithiumniobat ist erneut in den Wettbewerb eingestiegen und hofft, in naher Zukunft die Führung in diesem Bereich zu übernehmen und den Markt der 250-Milliarden-Symbolrate zu erobern. Um diesen Markt zurückzuerobern, muss Lithiumniobat analysieren, welche Vorteile Indiumphosphid und Siliziumphotonen bieten, Lithiumniobat jedoch nicht. Das sind elektrische Leistungsfähigkeit, hohe Integration und Miniaturisierung.
Lithiumniobat lässt sich in drei Bereichen verändern: Erstens kann die elektrische Leistung verbessert werden, zweitens kann die Integration verbessert werden und drittens kann die Miniaturisierung erreicht werden. Die Lösung dieser drei technischen Probleme erfordert nur einen einzigen Schritt: Lithiumniobat als dünnen Film auftragen und eine sehr dünne Schicht als Lichtwellenleiter verwenden. Dadurch kann die Elektrode neu gestaltet, die elektrische Leistung verbessert und die Bandbreite sowie die Modulationseffizienz des elektrischen Signals gesteigert werden. Die elektrische Leistung wird verbessert. Dieser Film kann auch auf einen Silizium-Wafer aufgebracht werden, um eine gemischte Integration zu erreichen: Lithiumniobat dient als Modulator, der Rest des Siliziums wird photonenintegriert. Die Miniaturisierungsfähigkeit von Siliziumphotonen ist offensichtlich: Lithiumniobatfilm und Silizium werden gemischt integriert, wodurch die Integration verbessert und natürlich eine Miniaturisierung erreicht wird.
In naher Zukunft wird der elektrooptische Modulator in die Ära der 200-Milliarden-Symbolrate eintreten, der optische Nachteil von Indiumphosphid und Siliziumphotonen wird immer offensichtlicher, und der optische Vorteil von Lithiumniobat wird immer deutlicher, und der Lithiumniobat-Dünnfilm verbessert den Nachteil dieses Materials als Modulator, und die Industrie konzentriert sich auf dieses „Dünnfilm-Lithiumniobat“, d. h. den DünnfilmLithiumniobat-Modulator. Dies ist die Rolle von Dünnschicht-Lithiumniobat im Bereich der elektrooptischen Modulatoren.