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
産業の黎明期から現在に至るまで、単芯通信の容量は数百万倍に増加し、最先端研究のごく一部では数千万倍を超えるものもありました。ニオブ酸リチウムは、この産業の中核で大きな役割を果たしました。光ファイバ通信の黎明期には、光信号の変調は光通信装置で直接調整されていました。レーザこの変調モードは、低帯域幅または短距離アプリケーションに適しています。高速変調および長距離アプリケーションでは、帯域幅が不足し、伝送チャネルが高価になりすぎて長距離アプリケーションに対応できなくなります。
光ファイバ通信の発展途上、通信容量の増加に伴い信号変調はますます高速化しており、光信号の変調方式は分離し始め、短距離ネットワークと長距離幹線ネットワークで異なる変調方式が使用されるようになりました。短距離ネットワークでは低コストの直接変調方式が使用され、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」が使用されています。
電気光学変調器はマッハツェンダ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、偏光を安定的に制御する必要があります。よく使われる干渉縞には明暗があり、明るい部分は電磁干渉が強まる部分、暗い部分は電磁干渉によってエネルギーが弱まる部分です。マッハツェンダ干渉は特殊な構造を持つ干渉計の一種で、ビームを分岐させた後、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。つまり、干渉位相を制御することで干渉結果を制御できるのです。
ニオブ酸リチウムは光ファイバー通信に用いられる材料で、電圧レベル（電気信号）を用いて光の位相を制御し、光信号の変調を実現します。これは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。インジウムリン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、光信号容量はわずかに劣るものの、これも利用可能であり、市場機会を捉える新たな方法を生み出します。
インジウムリン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備えています。インジウムリンはニオブ酸リチウムよりも小型で集積度が高く、シリコンフォトンはインジウムリンよりも小型で集積度が高いです。ニオブ酸リチウムのヘッドとして変調器インジウムリンの2倍の長さがあり、変調器としてしか機能せず、他の機能を統合することはできません。
現在、電気光学変調器は1000億シンボルレート（128Gは1280億）の時代に入り、ニオブ酸リチウムは再びこの競争に参戦し、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リードしたいと考えています。ニオブ酸リチウムがこの市場を奪還するには、リン化インジウムやシリコンフォトンが備えていてニオブ酸リチウムが備えていないものを分析する必要があります。それは、電気性能、高集積化、小型化です。
ニオブ酸リチウムの変化は3つの角度にあります。最初の角度は電気的能力をどのように向上させるか、2番目の角度は集積度をどのように向上させるか、そして3番目の角度はいかに小型化するかです。これら3つの技術的角度に対する解決策は、1つのアクションだけが必要です。つまり、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し、電極を再設計して、電気容量を向上させ、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。電気的能力が向上します。このフィルムはシリコンウェーハに取り付けて混合集積化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、残りのシリコン光子を集積します。シリコン光子の小型化能力は誰の目にも明らかです。ニオブ酸リチウム膜とシリコン光を混合集積化することで、集積度が向上し、自然に小型化が実現されます。
近い将来、電気光学変調器は2000億シンボルレートの時代を迎えようとしており、インジウムリンとシリコン光子の光学的な欠点はますます明らかになり、ニオブ酸リチウムの光学的な利点はますます顕著になり、ニオブ酸リチウム薄膜は、この材料の変調器としての欠点を改善し、業界ではこの「薄膜ニオブ酸リチウム」、つまり薄膜ニオブ酸リチウムに注目しています。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す。