इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटरमध्ये लिथियम नायोबाइटच्या पातळ थराची भूमिका

लिथियम नायोबाइटच्या पातळ थराची भूमिकाइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर
उद्योगाच्या सुरुवातीपासून ते आजपर्यंत, सिंगल-फायबर कम्युनिकेशनची क्षमता लाखो पटींनी वाढली आहे, आणि काही अत्याधुनिक संशोधनांनी तर ही वाढ कोट्यवधी पटींचा टप्पा ओलांडला आहे. आमच्या उद्योगाच्या केंद्रस्थानी लिथियम नायोबाइटची मोठी भूमिका होती. ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनच्या सुरुवातीच्या काळात, ऑप्टिकल सिग्नलचे मॉड्युलेशन थेट ट्यून केले जात असे.लेझरमॉड्युलेशनची ही पद्धत कमी बँडविड्थ किंवा कमी अंतराच्या अनुप्रयोगांमध्ये स्वीकारार्ह आहे. उच्च-गती मॉड्युलेशन आणि लांब अंतराच्या अनुप्रयोगांसाठी, बँडविड्थ अपुरी पडते आणि लांब अंतराच्या अनुप्रयोगांची पूर्तता करण्यासाठी ट्रान्समिशन चॅनल खूप महाग असतो.
ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनच्या काळात, वाढत्या दळणवळण क्षमतेची पूर्तता करण्यासाठी सिग्नल मॉड्युलेशन अधिकाधिक वेगवान होत गेले आणि ऑप्टिकल सिग्नल मॉड्युलेशन मोडचे विभाजन होऊ लागले. शॉर्ट-डिस्टन्स नेटवर्किंग आणि लाँग-डिस्टन्स ट्रंक नेटवर्किंगमध्ये वेगवेगळे मॉड्युलेशन मोड वापरले जातात. शॉर्ट-डिस्टन्स नेटवर्किंगमध्ये कमी खर्चाचे डायरेक्ट मॉड्युलेशन वापरले जाते, तर लाँग-डिस्टन्स ट्रंक नेटवर्किंगमध्ये लेझरपासून वेगळा असलेला एक स्वतंत्र “इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर” वापरला जातो.
इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर सिग्नलला मॉड्युलेट करण्यासाठी माझेंडर इंटरफेरन्स संरचनेचा वापर करतो. प्रकाश ही एक विद्युतचुंबकीय लहर आहे आणि विद्युतचुंबकीय लहरींच्या स्थिर व्यतिकरणासाठी वारंवारता, कला आणि ध्रुवीकरण यांचे स्थिर नियंत्रण आवश्यक असते. आपण अनेकदा 'व्यतिकरण पट्ट्या' (interference fringes) या शब्दाचा उल्लेख करतो, ज्यात प्रकाशमान आणि गडद पट्ट्या असतात. प्रकाशमान पट्टी हा तो भाग असतो जिथे विद्युतचुंबकीय व्यतिकरण वाढते, तर गडद पट्टी हा तो भाग असतो जिथे विद्युतचुंबकीय व्यतिकरणामुळे ऊर्जा क्षीण होते. माझेंडर इंटरफेरन्स हा एका विशेष संरचनेचा इंटरफेरोमीटर आहे, ज्यात शलाकेचे विभाजन करून त्याच शलाकेच्या कलेवर नियंत्रण ठेवून व्यतिकरण परिणाम नियंत्रित केला जातो. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे झाल्यास, व्यतिकरण कलेवर नियंत्रण ठेवून व्यतिकरणाचा परिणाम नियंत्रित केला जाऊ शकतो.
लिथियम नायोबेट हे मटेरियल ऑप्टिकल फायबर कम्युनिकेशनमध्ये वापरले जाते, म्हणजेच, ते व्होल्टेज पातळीचा (विद्युत सिग्नल) वापर करून प्रकाशाच्या फेजवर नियंत्रण ठेवते आणि प्रकाश सिग्नलचे मॉड्युलेशन साध्य करते. हाच इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर आणि लिथियम नायोबेट यांच्यातील संबंध आहे. आमच्या मॉड्युलेटरला इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्युलेटर म्हटले जाते, ज्यामध्ये विद्युत सिग्नलची अखंडता आणि ऑप्टिकल सिग्नलच्या मॉड्युलेशनची गुणवत्ता या दोन्ही गोष्टी विचारात घेणे आवश्यक असते. इंडियम फॉस्फाइड आणि सिलिकॉन फोटोनिक्सची विद्युत सिग्नल क्षमता लिथियम नायोबेटपेक्षा चांगली आहे, आणि ऑप्टिकल सिग्नल क्षमता थोडी कमी असली तरी ती देखील वापरली जाऊ शकते, ज्यामुळे बाजारातील संधी साधण्याचा एक नवीन मार्ग निर्माण होतो.
त्यांच्या उत्कृष्ट विद्युत गुणधर्मांव्यतिरिक्त, इंडियम फॉस्फाइड आणि सिलिकॉन फोटोनिक्समध्ये लघुकरण आणि एकात्मतेचे असे फायदे आहेत जे लिथियम नायोबेटमध्ये नाहीत. इंडियम फॉस्फाइड लिथियम नायोबेटपेक्षा लहान आहे आणि त्याची एकात्मता उच्च आहे, आणि सिलिकॉन फोटोनिक्स इंडियम फॉस्फाइडपेक्षा लहान आहेत आणि त्यांची एकात्मता उच्च आहे. लिथियम नायोबेटचे शीर्ष एकमॉड्युलेटरहे इंडियम फॉस्फाइडपेक्षा दुप्पट लांब आहे आणि ते फक्त एक मॉड्युलेटर असू शकते व इतर कार्ये एकत्रित करू शकत नाही.
सध्या, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटरने १०० अब्ज सिम्बॉल रेटच्या युगात प्रवेश केला आहे (१२८G म्हणजे १२८ अब्ज), आणि लिथियम नायोबेटने या स्पर्धेत सहभागी होण्यासाठी पुन्हा एकदा जोरदार प्रयत्न सुरू केले आहेत. नजीकच्या भविष्यात २५० अब्ज सिम्बॉल रेटच्या बाजारपेठेत आघाडी घेऊन या युगाचे नेतृत्व करण्याची त्याला आशा आहे. लिथियम नायोबेटला ही बाजारपेठ पुन्हा मिळवण्यासाठी, इंडियम फॉस्फाइड आणि सिलिकॉन फोटॉन्सकडे कोणत्या गोष्टी आहेत, ज्या लिथियम नायोबेटकडे नाहीत, याचे विश्लेषण करणे आवश्यक आहे. त्या गोष्टी म्हणजे विद्युत क्षमता, उच्च एकात्मता आणि लघुकरण.
लिथियम नायोबेटमधील बदल तीन पैलूंवर आधारित आहेत: पहिला पैलू म्हणजे विद्युत क्षमता कशी सुधारायची, दुसरा पैलू म्हणजे एकीकरण कसे सुधारायचे आणि तिसरा पैलू म्हणजे त्याचे लघुकरण कसे करायचे. या तीन तांत्रिक पैलूंवर उपाय म्हणून फक्त एकच कृती आवश्यक आहे, ती म्हणजे लिथियम नायोबेट पदार्थाचा पातळ थर तयार करणे. ऑप्टिकल वेव्हगाईड म्हणून लिथियम नायोबेट पदार्थाचा एक अतिशय पातळ थर वापरून, तुम्ही इलेक्ट्रोडची पुनर्रचना करू शकता, विद्युत क्षमता सुधारू शकता, आणि विद्युत सिग्नलची बँडविड्थ व मॉड्युलेशन कार्यक्षमता वाढवू शकता. विद्युत क्षमता सुधारते. हा थर सिलिकॉन वेफरला देखील जोडला जाऊ शकतो, ज्यामुळे मिश्र एकीकरण साधता येते. लिथियम नायोबेट मॉड्युलेटर म्हणून आणि उर्वरित सिलिकॉन फोटॉन एकीकरण म्हणून वापरले जाते. सिलिकॉन फोटॉनची लघुकरण क्षमता सर्वांनाच स्पष्ट आहे; लिथियम नायोबेट थर आणि सिलिकॉन प्रकाशाचे मिश्र एकीकरण, एकीकरण सुधारते आणि नैसर्गिकरित्या लघुकरण साधले जाते.
नजीकच्या भविष्यात, इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटर २०० अब्ज सिम्बॉल रेटच्या युगात प्रवेश करणार आहे. इंडियम फॉस्फाइड आणि सिलिकॉन फोटॉन्सचे ऑप्टिकल तोटे अधिकाधिक स्पष्ट होत आहेत आणि लिथियम नायोबेटचा ऑप्टिकल फायदा अधिकाधिक ठळक होत आहे. लिथियम नायोबेटचा पातळ थर (थिन फिल्म) मॉड्युलेटर म्हणून या पदार्थाचा तोटा सुधारतो आणि उद्योग या "थिन फिल्म लिथियम नायोबेट" वर लक्ष केंद्रित करत आहे.लिथियम नायोबेट मॉड्युलेटरइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्युलेटरच्या क्षेत्रात थिन फिल्म लिथियम नायोबाइटची ही भूमिका आहे.