उच्च प्रदर्शन इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर: पतली फिल्म लिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटर

उच्च प्रदर्शन इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर:पतली फिल्म लिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटर

एक इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर (ईओएम मॉड्यूलेटर) एक मॉड्युलेटर है जो कुछ विद्युत-ऑप्टिकल क्रिस्टलों के विद्युत-ऑप्टिकल प्रभाव से निर्मित होता है, जो संचार उपकरणों में उच्च-गति वाले इलेक्ट्रॉनिक संकेतों को प्रकाशीय संकेतों में परिवर्तित कर सकता है। जब विद्युत-ऑप्टिकल क्रिस्टल को किसी विद्युत क्षेत्र के संपर्क में लाया जाता है, तो विद्युत-ऑप्टिकल क्रिस्टल का अपवर्तनांक बदल जाएगा, और क्रिस्टल की प्रकाशीय तरंग विशेषताएँ भी तदनुसार बदल जाएँगी, जिससे प्रकाशीय संकेत के आयाम, कला और ध्रुवीकरण अवस्था का मॉड्युलेशन प्राप्त होगा, और संचार उपकरण में उच्च-गति वाले इलेक्ट्रॉनिक संकेत को मॉड्युलेशन द्वारा प्रकाशीय संकेत में परिवर्तित किया जा सकेगा।

वर्तमान में, तीन मुख्य प्रकार हैंइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरबाजार में उपलब्ध: सिलिकॉन-आधारित मॉड्यूलेटर, इंडियम फॉस्फाइड मॉड्यूलेटर और पतली फिल्मलिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटरउनमें से, सिलिकॉन में प्रत्यक्ष इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गुणांक नहीं है, प्रदर्शन अधिक सामान्य है, केवल लघु-दूरी डेटा ट्रांसमिशन ट्रांसीवर मॉड्यूल मॉड्यूलेटर के उत्पादन के लिए उपयुक्त है, इंडियम फॉस्फाइड हालांकि मध्यम-लंबी दूरी के ऑप्टिकल संचार नेटवर्क ट्रांसीवर मॉड्यूल के लिए उपयुक्त है, लेकिन एकीकरण प्रक्रिया की आवश्यकताएं बहुत अधिक हैं, लागत अपेक्षाकृत अधिक है, आवेदन कुछ सीमाओं के अधीन है। इसके विपरीत, लिथियम नाइओबेट क्रिस्टल न केवल फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव में समृद्ध है, बल्कि फोटोरिफ्रैक्टिव प्रभाव, नॉनलाइनियर प्रभाव, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव, ध्वनिक ऑप्टिकल प्रभाव, पीजोइलेक्ट्रिक प्रभाव और थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव एक के बराबर हैं, और इसकी जाली संरचना और समृद्ध दोष संरचना के कारण, लिथियम नाइओबेट के कई गुणों को क्रिस्टल संरचना, तत्व डोपिंग, वैलेंस स्टेट कंट्रोल इत्यादि द्वारा काफी विनियमित किया जा सकता है। बेहतर फोटोइलेक्ट्रिक प्रदर्शन प्राप्त करें, जैसे कि 30.9pm/V तक का इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गुणांक, जो इंडियम फॉस्फाइड से काफी अधिक है, और इसमें एक छोटा चिरप प्रभाव होता है (चिरप प्रभाव: उस घटना को संदर्भित करता है जिसमें लेजर पल्स ट्रांसमिशन प्रक्रिया के दौरान पल्स के भीतर आवृत्ति समय के साथ बदलती है इसके अलावा, पतली फिल्म लिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटर की कार्य प्रणाली सिलिकॉन-आधारित मॉड्यूलेटर और इंडियम फॉस्फाइड मॉड्यूलेटर से भिन्न है, जो गैर-रेखीय मॉड्यूलेशन विधियों का उपयोग करते हैं। यह मॉड्यूलेशन विद्युत रूप से मॉड्युलेटेड सिग्नल को ऑप्टिकल वाहक पर लोड करने के लिए रैखिक इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव का उपयोग करता है, और मॉड्यूलेशन दर मुख्य रूप से माइक्रोवेव इलेक्ट्रोड के प्रदर्शन द्वारा निर्धारित होती है, जिससे उच्च मॉड्यूलेशन गति और रैखिकता के साथ-साथ कम बिजली की खपत प्राप्त की जा सकती है। उपरोक्त के आधार पर, लिथियम नियोबेट उच्च-प्रदर्शन इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर तैयार करने के लिए एक आदर्श विकल्प बन गया है, जिसके 100G/400G सुसंगत ऑप्टिकल संचार नेटवर्क और अल्ट्रा-हाई-स्पीड डेटा केंद्रों में अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, और यह 100 किलोमीटर से अधिक की लंबी संचरण दूरी प्राप्त कर सकता है।

"फोटॉन क्रांति" के विध्वंसक पदार्थ के रूप में लिथियम नाइओबेट, सिलिकॉन और इंडियम फॉस्फाइड की तुलना में कई फायदे रखता है, लेकिन यह अक्सर उपकरण में एक स्थूल पदार्थ के रूप में दिखाई देता है। प्रकाश आयन विसरण या प्रोटॉन विनिमय द्वारा निर्मित समतल वेवगाइड तक ही सीमित होता है। अपवर्तनांक अंतर आमतौर पर अपेक्षाकृत छोटा (लगभग 0.02) होता है, और उपकरण का आकार अपेक्षाकृत बड़ा होता है। इसके लघुकरण और एकीकरण की आवश्यकताओं को पूरा करना कठिन है।ऑप्टिकल उपकरणों, और इसकी उत्पादन लाइन अभी भी वास्तविक माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स प्रक्रिया लाइन से अलग है, और उच्च लागत की समस्या है, इसलिए पतली फिल्म निर्माण इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर में उपयोग किए जाने वाले लिथियम नाइओबेट के लिए एक महत्वपूर्ण विकास दिशा है।