अनुसंधान की प्रगतिपतली फिल्म लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल संचार प्रणाली और माइक्रोवेव फोटोनिक प्रणाली का मुख्य उपकरण है। यह लागू विद्युत क्षेत्र के कारण पदार्थ के अपवर्तनांक में परिवर्तन करके मुक्त स्थान या ऑप्टिकल वेवगाइड में प्रसारित होने वाले प्रकाश को नियंत्रित करता है। पारंपरिक लिथियम नायोबेटइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटरयह इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल सामग्री के रूप में बल्क लिथियम नायोबेट पदार्थ का उपयोग करता है। एकल क्रिस्टल लिथियम नायोबेट पदार्थ को टाइटेनियम प्रसार या प्रोटॉन विनिमय प्रक्रिया के माध्यम से स्थानीय रूप से डोप करके वेवगाइड बनाया जाता है। कोर परत और क्लैडिंग परत के बीच अपवर्तनांक का अंतर बहुत कम होता है, और वेवगाइड में प्रकाश क्षेत्र को बांधने की क्षमता कम होती है। पैकेजित इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर की कुल लंबाई आमतौर पर 5 से 10 सेंटीमीटर होती है।
लिथियम नायोबेट ऑन इंसुलेटर (LNOI) तकनीक लिथियम नायोबेट 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 अपवर्तनांक अंतर 0.7 तक होता है, जो वेवगाइड की ऑप्टिकल मोड बाइंडिंग क्षमता और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल विनियमन प्रभाव को काफी हद तक बढ़ाता है, और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर के क्षेत्र में एक प्रमुख शोध विषय बन गया है।
माइक्रो-मशीनिंग तकनीक की प्रगति के कारण, LNOI प्लेटफॉर्म पर आधारित इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरों के विकास में तीव्र प्रगति हुई है, जिससे इनका आकार अधिक कॉम्पैक्ट हो गया है और प्रदर्शन में निरंतर सुधार हो रहा है। उपयोग की जाने वाली वेवगाइड संरचना के अनुसार, विशिष्ट थिन फिल्म लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर सीधे उत्कीर्णित वेवगाइड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर होते हैं, जिन्हें हाइब्रिड मॉड्यूलेटर के रूप में भी जाना जाता है।वेवगाइड मॉड्यूलेटरऔर हाइब्रिड सिलिकॉन इंटीग्रेटेड वेवगाइड इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर।
वर्तमान में, ड्राई एचिंग प्रक्रिया में सुधार से थिन फिल्म लिथियम नायोबेट वेवगाइड की हानि काफी कम हो गई है, रिज लोडिंग विधि से उच्च एचिंग प्रक्रिया की कठिनाई का समाधान हो गया है, और 1 V से कम हाफ वेव वोल्टेज वाले लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर को साकार किया गया है, और परिपक्व SOI तकनीक के साथ इसका संयोजन फोटॉन और इलेक्ट्रॉन हाइब्रिड एकीकरण की प्रवृत्ति के अनुरूप है। थिन फिल्म लिथियम नायोबेट तकनीक में चिप पर कम हानि, छोटे आकार और उच्च बैंडविड्थ वाले एकीकृत इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर को साकार करने के लाभ हैं। सैद्धांतिक रूप से, यह अनुमान लगाया गया है कि 3 मिमी थिन फिल्म लिथियम नायोबेट पुश-पुलएम⁃जेड मॉड्यूलेटर का3dB इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल बैंडविड्थ 400 GHz तक पहुँच सकती है, और प्रायोगिक रूप से तैयार किए गए पतले फिल्म लिथियम नायोबेट मॉड्यूलेटर की बैंडविड्थ 100 GHz से थोड़ी अधिक बताई गई है, जो सैद्धांतिक ऊपरी सीमा से अभी भी काफी दूर है। बुनियादी संरचनात्मक मापदंडों को अनुकूलित करने से प्राप्त सुधार सीमित है। भविष्य में, मानक समतलीय वेवगाइड इलेक्ट्रोड को खंडित माइक्रोवेव इलेक्ट्रोड के रूप में डिजाइन करने जैसे नए तंत्रों और संरचनाओं की खोज के दृष्टिकोण से, मॉड्यूलेटर के प्रदर्शन में और सुधार किया जा सकता है।
इसके अतिरिक्त, एकीकृत मॉड्यूलेटर चिप पैकेजिंग और लेजर, डिटेक्टर और अन्य उपकरणों के साथ ऑन-चिप विषम एकीकरण की प्राप्ति, पतली फिल्म लिथियम नायोबेट मॉड्यूलेटर के भविष्य के विकास के लिए एक अवसर और चुनौती दोनों है। पतली फिल्म लिथियम नायोबेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर माइक्रोवेव फोटॉन, ऑप्टिकल संचार और अन्य क्षेत्रों में अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
पोस्ट करने का समय: 7 अप्रैल 2025