पतली फिल्म लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की अनुसंधान प्रगति

अनुसंधान की प्रगतिपतली फिल्म लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर

इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल संचार प्रणाली और माइक्रोवेव फोटोनिक सिस्टम का मुख्य उपकरण है। यह लागू विद्युत क्षेत्र के कारण सामग्री के अपवर्तनांक को बदलकर मुक्त स्थान या ऑप्टिकल वेवगाइड में प्रसारित होने वाले प्रकाश को नियंत्रित करता है। पारंपरिक लिथियम नियोबेटइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटरइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल सामग्री के रूप में बल्क लिथियम नियोबेट सामग्री का उपयोग करता है। एकल क्रिस्टल लिथियम नियोबेट सामग्री को टाइटेनियम प्रसार या प्रोटॉन एक्सचेंज प्रक्रिया के माध्यम से वेवगाइड बनाने के लिए स्थानीय रूप से डोप किया जाता है। कोर परत और क्लैडिंग परत के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर बहुत छोटा है, और वेवगाइड में प्रकाश क्षेत्र के लिए खराब बंधन क्षमता है। पैकेज्ड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर की कुल लंबाई आमतौर पर 5 ~ 10 सेमी होती है।

लिथियम नियोबेट ऑन इंसुलेटर (LNOI) तकनीक लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर के बड़े आकार की समस्या को हल करने का एक प्रभावी तरीका प्रदान करती है। वेवगाइड कोर परत और क्लैडिंग परत के बीच अपवर्तक सूचकांक अंतर 0.7 तक है, जो वेवगाइड की ऑप्टिकल मोड बाइंडिंग क्षमता और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विनियमन प्रभाव को बहुत बढ़ाता है, और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर के क्षेत्र में एक शोध हॉटस्पॉट बन गया है।

माइक्रो-मशीनिंग तकनीक की प्रगति के कारण, LNOI प्लेटफ़ॉर्म पर आधारित इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर के विकास ने तेज़ी से प्रगति की है, जो अधिक कॉम्पैक्ट आकार और प्रदर्शन के निरंतर सुधार की प्रवृत्ति को दर्शाता है। उपयोग की जाने वाली वेवगाइड संरचना के अनुसार, विशिष्ट पतली फिल्म लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सीधे नक्काशीदार वेवगाइड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर, लोडेड हाइब्रिड हैंवेवगाइड मॉड्यूलेटरऔर हाइब्रिड सिलिकॉन एकीकृत वेवगाइड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर।

वर्तमान में, सूखी नक़्क़ाशी प्रक्रिया के सुधार ने पतली फिल्म लिथियम नियोबेट वेवगाइड के नुकसान को बहुत कम कर दिया है, रिज लोडिंग विधि उच्च नक़्क़ाशी प्रक्रिया कठिनाई की समस्या को हल करती है, और 1 वी आधे तरंग से कम वोल्टेज के साथ लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर का एहसास हुआ है, और परिपक्व एसओआई प्रौद्योगिकी के साथ संयोजन फोटॉन और इलेक्ट्रॉन हाइब्रिड एकीकरण की प्रवृत्ति का अनुपालन करता है। पतली फिल्म लिथियम नियोबेट तकनीक में चिप पर कम नुकसान, छोटे आकार और बड़े बैंडविड्थ एकीकृत इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर को साकार करने में लाभ हैं। सैद्धांतिक रूप से, यह भविष्यवाणी की जाती है कि 3 मिमी पतली फिल्म लिथियम नियोबेट पुश-पुलM⁃Z मॉड्यूलेटर3dB इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल बैंडविड्थ 400 गीगाहर्ट्ज तक पहुंच सकता है, और प्रयोगात्मक रूप से तैयार पतली फिल्म लिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटर की बैंडविड्थ 100 गीगाहर्ट्ज से थोड़ी अधिक बताई गई है, जो अभी भी सैद्धांतिक ऊपरी सीमा से बहुत दूर है। बुनियादी संरचनात्मक मापदंडों को अनुकूलित करके लाया गया सुधार सीमित है। भविष्य में, नए तंत्र और संरचनाओं की खोज के दृष्टिकोण से, जैसे कि मानक कोपलनार वेवगाइड इलेक्ट्रोड को खंडित माइक्रोवेव इलेक्ट्रोड के रूप में डिजाइन करना, मॉड्यूलेटर के प्रदर्शन में और सुधार किया जा सकता है।

इसके अलावा, एकीकृत मॉड्यूलेटर चिप पैकेजिंग और लेजर, डिटेक्टरों और अन्य उपकरणों के साथ ऑन-चिप विषम एकीकरण की प्राप्ति पतली फिल्म लिथियम नियोबेट मॉड्यूलेटर के भविष्य के विकास के लिए एक अवसर और चुनौती दोनों है। पतली फिल्म लिथियम नियोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर माइक्रोवेव फोटॉन, ऑप्टिकल संचार और अन्य क्षेत्रों में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।