Eo変調器シリーズ: ニオブ酸リチウムが光シリコンと呼ばれる理由

ニオブ酸リチウムは光学シリコンとしても知られています。 「光通信にとってのニオブ酸リチウムは、半導体にとってのシリコンと同じである」という格言があります。エレクトロニクス革命におけるシリコンの重要性では、なぜ業界はニオブ酸リチウム材料についてこれほど楽観的なのでしょうか?

ニオブ酸リチウム (LiNbO3) は、業界では「光学シリコン」として知られています。ニオブ酸リチウムは、良好な物理的および化学的安定性、広い光学的透明窓（0.4m～5m）、大きな電気光学係数（33 = 27 pm/V）などの自然な利点に加えて、豊富な原料が含まれる結晶の一種でもあります。材料ソースと低価格。高性能フィルター、電気光学デバイス、ホログラフィックストレージ、3Dホログラフィックディスプレイ、非線形光学デバイス、光量子通信などで広く使用されています。ニオブ酸リチウムは光通信分野において主に光変調の役割を果たしており、現在の高速電気光変調器（Eoモジュレーター）市場。

現在、業界における光変調の主な技術は 3 つあります。シリコン光、リン化インジウム、およびニオブ酸リチウムマテリアルプラットフォーム。シリコン光変調器は主に短距離データ通信トランシーバモジュールに使用され、リン化インジウム変調器は主に中距離および長距離光通信ネットワークトランシーバモジュールに使用され、ニオブ酸リチウム電気光学変調器（Eo変調器）は主に長距離バックボーンネットワークのコヒーレント通信と単波100/200Gbpsの超高速データセンター。上記の 3 つの超高速変調器材料プラットフォームの中で、近年登場した薄膜ニオブ酸リチウム変調器には、他の材料にはない​​帯域幅の利点があります。

ニオブ酸リチウムは無機物質の一種であり、化学式LiNbO3、負の結晶、強誘電性結晶、分極ニオブ酸リチウム結晶であり、圧電性、強誘電性、光電性、非線形光学、熱電性およびその他の材料特性を備え、同時にフォトリフラクティブ効果も備えています。ニオブ酸リチウム結晶は、最も広く使用されている新しい無機材料の1つであり、優れた圧電エネルギー交換材料、強誘電体材料、電気光学材料であり、光通信における電気光学材料としてのニオブ酸リチウムは、光変調に役割を果たします。

「光シリコン」として知られるニオブ酸リチウム材料は、最新のマイクロ・ナノプロセスを使用して、シリコン基板上の二酸化ケイ素（SiO2）層を蒸着し、ニオブ酸リチウム基板を高温で接着してへき開面を構築し、最後に剥離します。ニオブ酸リチウムフィルムを剥がします。作製した薄膜ニオブ酸リチウム変調器は、高性能、低コスト、小型、大量生産、CMOS技術との互換性などの利点を有しており、将来の高速光相互接続における競争力のあるソリューションとなる。

エレクトロニクス革命の中心が、それを可能にしたシリコン材料にちなんで名付けられている場合、フォトニクス革命は、「光シリコン」として知られるニオブ酸リチウムという材料に遡ることができます。 ニオブ酸リチウムは、フォトリフラクティブ効果と非線形効果を兼ね備えた無色透明の材料です。効果、電気光学効果、音響光学効果、圧電効果、熱効果。その特性の多くは、結晶組成、元素ドーピング、価数状態制御、およびその他の要因によって制御できます。光導波路、光スイッチ、圧電変調器、電気光学変調器、第二高調波発生器、レーザー周波数逓倍器などの製品。光通信業界において、変調器はニオブ酸リチウムの重要なアプリケーション市場です。