高性能電気光学モジュレーター：薄膜ニオベート変調器

高性能電気光学モジュレーター：薄膜ニオベート変調器

電気光学モジュレーター（EOMモジュレーター）は、特定の電気光学結晶の電気光学効果を使用して作成された変調器であり、通信デバイスの高速電子信号を光信号に変換できます。電気光学結晶が印加された電界にさらされると、電気光学結晶の屈折率が変化し、結晶の光波特性もそれに応じて変化し、光信号の振幅、位相、偏光状態の変調を実現し、通信デバイスでの高速電子信号を変換します。

現在、3つの主要なタイプがあります電気光学モジュレーター市場で：シリコンベースのモジュレーター、インジウムリン化モジュレーター、薄膜リチウムニオベートモジュレーター。その中で、シリコンには直接的な電気光学係数がありません。パフォーマンスはより一般的であり、短距離データ伝送トランシーバーモジュールモジュレーターの生産にのみ適しています。リン酸インジウムは中程度の距離光学通信ネットワークトランシーバーモジュールに適していますが、統合プロセス要件は非常に高く、コストは比較的高くなります。対照的に、ニオベートリチウムクリスタルは、光電効果、光線骨折効果、非線形効果、電気光学効果、音響光学効果、圧電効果、熱電効果が1つに等しく、格子構造と豊富な欠陥構造のおかげで、リチウムニオベートがコントロールすることができます。など。最大30.9pm/vの電気光学係数など、リンディウムのインジウムよりも大幅に高く、CHIRP効果があるなど、優れた光電気性能を達成します（ChiRP効果：レーザーパルス伝達プロセス中に、脈拍内透過プロセスが大きい場合に、パルス内の周波数が時間とともに変化するという現象を指します。 （信号の「オン」状態と「オフ」状態に対する平均電力比）、および優れたデバイスの安定性。さらに、薄膜ニオベート変調器リチウムの作業メカニズムは、非線形変調法を使用してシリコンベースのモジュレーターおよびインジウムリン化変調器の作業メカニズムとは異なります。これは、線形電気光学効果を使用して電気変調信号を光キャリアにロードし、モジュレーション率は主にマイクロウェイブのパフォーマンスによって主に決定されます。上記に基づいて、ニオベートリチウムは、100g/400gのコヒーレント光学通信ネットワークと超高速データセンターに幅広いアプリケーションを備えた高性能エレクトロオプティックモジュレーターの調製に理想的な選択肢となり、100キロメートル以上の長い透過距離を達成できます。

「光子革命」の破壊的な材料としてのニオベートリチウムは、シリコンとリン化インジウムと比較して多くの利点がありますが、多くの場合、デバイス内のバルク材料の形で表示されます。光はイオン拡散またはプロトン交換によって形成される平面導波数に限定されます。小型化と統合のニーズを満たすことは困難です光学デバイス、そしてその生産ラインは実際のマイクロエレクトロニクスプロセスラインとは依然として異なり、高コストの問題があるため、薄膜形成は、電気光学モジュレーターで使用されるニオベートリチウムにとって重要な開発方向です。