電気光学変調器におけるニオブ酸リチウム薄膜の役割

ニオブ酸リチウム薄膜の役割電気光学変調器
業界の黎明期から現在に至るまで、単一ファイバー通信の容量は数百万倍に増加し、最先端の研究の中には数千万倍を超えるものも少数ながら存在します。ニオブ酸リチウムは、この業界の発展において大きな役割を果たしました。光ファイバー通信の初期の頃は、光信号の変調は直接調整されていました。レーザこの変調方式は、低帯域幅または短距離の用途には適しています。しかし、高速変調や長距離用途では、帯域幅が不足し、伝送チャネルのコストも高すぎるため、長距離用途には適しません。
光ファイバー通信の発展に伴い、通信容量の増加に対応するため信号変調はますます高速化しており、光信号変調方式は分離され始め、短距離ネットワークと長距離幹線ネットワークでは異なる変調方式が使用されるようになった。短距離ネットワークでは低コストの直接変調が使用され、長距離幹線ネットワークではレーザーとは別に「電気光学変調器」が使用される。
電気光学変調器はマッハツェンダー干渉構造を用いて信号を変調します。光は電磁波であり、電磁波の安定した干渉には、周波数、位相、偏光の安定した制御が必要です。干渉縞と呼ばれる明暗の縞は、明るい部分が電磁干渉が強まる領域、暗い部分が電磁干渉によってエネルギーが弱まる領域です。マッハツェンダー干渉は特殊な構造を持つ干渉計の一種で、ビームを分割した後、同じビームの位相を制御することで干渉効果を制御します。言い換えれば、干渉位相を制御することで干渉結果を制御できるということです。
ニオブ酸リチウムは光ファイバー通信で使用される材料であり、電圧レベル（電気信号）を使用して光の位相を制御し、光信号の変調を実現します。これが電気光学変調器とニオブ酸リチウムの関係です。当社の変調器は電気光学変調器と呼ばれ、電気信号の完全性と光信号の変調品質の両方を考慮する必要があります。リン化インジウムとシリコンフォトニクスの電気信号容量はニオブ酸リチウムよりも優れており、光信号容量はやや劣りますが使用可能であり、市場機会を捉える新たな方法を生み出します。
リン化インジウムとシリコンフォトニクスは、優れた電気特性に加えて、ニオブ酸リチウムにはない小型化と集積化の利点も持っています。リン化インジウムはニオブ酸リチウムよりも小さく、集積度が高く、シリコンフォトニクスはリン化インジウムよりも小さく、集積度が高いです。ニオブ酸リチウムのヘッドは、変調器リン化インジウムの2倍の長さがあり、変調器としてのみ機能し、他の機能を統合することはできない。
現在、電気光学変調器は1000億シンボルレート（128Gは1280億）の時代に突入しており、ニオブ酸リチウムは再び競争に参戦し、近い将来この時代をリードし、2500億シンボルレート市場への参入を先導することを目指している。ニオブ酸リチウムがこの市場を取り戻すためには、リン化インジウムやシリコンフォトニクスが持っていてニオブ酸リチウムが持っていないものを分析する必要がある。それは、電気的能力、高集積度、小型化である。
ニオブ酸リチウムの変化は3つの側面から捉えられます。1つ目は電気特性の向上、2つ目は集積度の向上、3つ目は小型化です。これら3つの技術的側面の解決策は、ニオブ酸リチウム材料を薄膜化し、ニオブ酸リチウム材料の非常に薄い層を光導波路として取り出すという1つのアクションのみで済みます。これにより、電極を再設計し、電気特性を向上させ、電気信号の帯域幅と変調効率を向上させることができます。電気特性が向上します。このフィルムはシリコンウェハに貼り付けて混合集積を実現することもできます。ニオブ酸リチウムを変調器として使用し、残りのシリコンフォトニック集積により、シリコンフォトニック集積の小型化能力は誰の目にも明らかです。ニオブ酸リチウムフィルムとシリコンフォトニックの混合集積により、集積度が向上し、自然に小型化が実現します。
近い将来、電気光学変調器は2000億シンボルレートの時代に突入しようとしており、リン化インジウムとシリコンフォトンの光学的な欠点がますます顕著になり、ニオブ酸リチウムの光学的な利点がますます際立ってきています。ニオブ酸リチウム薄膜は、変調器としてのこの材料の欠点を改善し、業界はこの「薄膜ニオブ酸リチウム」、すなわち薄膜に注目しています。ニオブ酸リチウム変調器これが、電気光学変調器の分野における薄膜ニオブ酸リチウムの役割である。