उच्च कार्यक्षमता असलेले इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर: पातळ फिल्म लिथियम निओबेट मॉड्युलेटर

उच्च कार्यक्षमता असलेले इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर:पातळ फिल्म लिथियम निओबेट मॉड्युलेटर

इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर (ईओएम मॉड्युलेटर) हे काही इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल क्रिस्टल्सच्या इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इफेक्टचा वापर करून बनवलेले मॉड्युलेटर आहे, जे संप्रेषण उपकरणांमधील हाय-स्पीड इलेक्ट्रॉनिक सिग्नलला ऑप्टिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित करू शकते. जेव्हा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टलला लागू केलेल्या विद्युत क्षेत्राच्या अधीन केले जाते, तेव्हा इलेक्ट्रो-ऑप्टिक क्रिस्टलचा अपवर्तक निर्देशांक बदलेल आणि क्रिस्टलची ऑप्टिकल वेव्ह वैशिष्ट्ये देखील त्यानुसार बदलतील, ज्यामुळे ऑप्टिकल सिग्नलच्या मोठेपणा, फेज आणि ध्रुवीकरण स्थितीचे मॉड्यूलेशन लक्षात येईल आणि संप्रेषण उपकरणातील हाय-स्पीड इलेक्ट्रॉनिक सिग्नलला मॉड्यूलेशनद्वारे ऑप्टिकल सिग्नलमध्ये रूपांतरित केले जाईल.

सध्या, तीन मुख्य प्रकार आहेतइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरबाजारात: सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटर, इंडियम फॉस्फाइड मॉड्युलेटर आणि पातळ फिल्मलिथियम निओबेट मॉड्युलेटर. त्यापैकी, सिलिकॉनमध्ये थेट इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गुणांक नाही, कार्यक्षमता अधिक सामान्य आहे, फक्त कमी-अंतराच्या डेटा ट्रान्समिशन ट्रान्सीव्हर मॉड्यूलेटरच्या उत्पादनासाठी योग्य आहे, जरी मध्यम-लांब अंतराच्या ऑप्टिकल कम्युनिकेशन नेटवर्क ट्रान्सीव्हर मॉड्यूलसाठी योग्य असले तरी इंडियम फॉस्फाइड, परंतु एकत्रीकरण प्रक्रियेच्या आवश्यकता अत्यंत जास्त आहेत, किंमत तुलनेने जास्त आहे, अनुप्रयोग काही मर्यादांच्या अधीन आहे. याउलट, लिथियम निओबेट क्रिस्टल केवळ फोटोइलेक्ट्रिक इफेक्टने समृद्ध नाही, सेट फोटोरेफ्रॅक्टिव्ह इफेक्ट, नॉनलाइनर इफेक्ट, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल इफेक्ट, अकॉस्टिक ऑप्टिकल इफेक्ट, पायझोइलेक्ट्रिक इफेक्ट आणि थर्मोइलेक्ट्रिक इफेक्ट एकसारखे आहेत आणि त्याच्या जाळीच्या संरचनेमुळे आणि समृद्ध दोष संरचनेमुळे, लिथियम निओबेटचे अनेक गुणधर्म क्रिस्टल रचना, घटक डोपिंग, व्हॅलेन्स स्टेट कंट्रोल इत्यादींद्वारे मोठ्या प्रमाणात नियंत्रित केले जाऊ शकतात. उत्कृष्ट फोटोइलेक्ट्रिक कामगिरी प्राप्त करा, जसे की 30.9pm/V पर्यंतचा इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल गुणांक, जो इंडियम फॉस्फाइडपेक्षा लक्षणीयरीत्या जास्त आहे आणि त्याचा एक लहान किरप इफेक्ट आहे (किरप इफेक्ट: लेसर पल्स ट्रान्समिशन प्रक्रियेदरम्यान नाडीमधील वारंवारता वेळेनुसार बदलते या घटनेचा संदर्भ देते. मोठ्या किरप इफेक्टमुळे सिग्नल-टू-नॉइज रेशो कमी होतो आणि नॉनलाइनर इफेक्ट होतो), एक चांगला विलुप्त होण्याचा गुणोत्तर (सिग्नलच्या "चालू" स्थितीचा त्याच्या "बंद" स्थितीचा सरासरी पॉवर गुणोत्तर), आणि उत्कृष्ट डिव्हाइस स्थिरता. याव्यतिरिक्त, पातळ फिल्म लिथियम निओबेट मॉड्युलेटरची कार्यप्रणाली सिलिकॉन-आधारित मॉड्युलेटर आणि इंडियम फॉस्फाइड मॉड्युलेटरपेक्षा वेगळी आहे जी नॉनलाइनर मॉड्युलेशन पद्धती वापरतात, जे ऑप्टिकल कॅरियरवर इलेक्ट्रिकली मॉड्युलेटेड सिग्नल लोड करण्यासाठी रेषीय इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल प्रभाव वापरतात आणि मॉड्युलेशन दर प्रामुख्याने मायक्रोवेव्ह इलेक्ट्रोडच्या कामगिरीद्वारे निर्धारित केला जातो, त्यामुळे उच्च मॉड्युलेशन गती आणि रेषीयता तसेच कमी वीज वापर साध्य करता येतो. वरील आधारावर, लिथियम निओबेट उच्च-कार्यक्षमता इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर तयार करण्यासाठी एक आदर्श पर्याय बनला आहे, ज्यामध्ये 100G/400G सुसंगत ऑप्टिकल कम्युनिकेशन नेटवर्क आणि अल्ट्रा-हाय-स्पीड डेटा सेंटरमध्ये विस्तृत अनुप्रयोग आहेत आणि 100 किलोमीटरपेक्षा जास्त लांब ट्रान्समिशन अंतर साध्य करू शकतात.

"फोटॉन क्रांती" च्या विध्वंसक पदार्थ म्हणून लिथियम निओबेट, जरी सिलिकॉन आणि इंडियम फॉस्फाइडच्या तुलनेत त्याचे अनेक फायदे आहेत, परंतु ते बहुतेकदा उपकरणात मोठ्या प्रमाणात पदार्थाच्या स्वरूपात दिसून येते, प्रकाश आयन प्रसार किंवा प्रोटॉन एक्सचेंजद्वारे तयार होणाऱ्या समतल वेव्हगाइडपर्यंत मर्यादित असतो, अपवर्तक निर्देशांक फरक सहसा तुलनेने लहान असतो (सुमारे 0.02), उपकरणाचा आकार तुलनेने मोठा असतो. सूक्ष्मीकरण आणि एकत्रीकरणाच्या गरजा पूर्ण करणे कठीण आहे.ऑप्टिकल उपकरणे, आणि त्याची उत्पादन रेषा अजूनही प्रत्यक्ष मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स प्रक्रिया रेषेपेक्षा वेगळी आहे, आणि उच्च किमतीची समस्या आहे, म्हणून इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या लिथियम निओबेटसाठी पातळ फिल्म निर्मिती ही एक महत्त्वाची विकास दिशा आहे.


पोस्ट वेळ: डिसेंबर-२४-२०२४