Bộ điều biến Eo: Tại sao lithium niobate được gọi là silicon quang học?

Lithium niobate còn được biết đến như là silicon quang học. Có câu nói rằng “lithium niobate đối với truyền thông quang học cũng giống như silicon đối với chất bán dẫn”. Tầm quan trọng của silicon trong cuộc cách mạng điện tử, vậy điều gì khiến ngành công nghiệp lạc quan đến vậy về vật liệu lithium niobate?

Niobat lithi (LiNbO3) được biết đến như là “silicon quang học” trong ngành công nghiệp. Bên cạnh những ưu điểm tự nhiên như độ ổn định vật lý và hóa học tốt, cửa sổ quang học trong suốt rộng (0,4m ~ 5m) và hệ số điện quang lớn (33 = 27 pm/V), niobat lithi còn là một loại tinh thể có nguồn nguyên liệu dồi dào và giá thành thấp. Nó được sử dụng rộng rãi trong các bộ lọc hiệu suất cao, thiết bị điện quang, lưu trữ ảnh ba chiều, màn hình ảnh ba chiều 3D, thiết bị quang học phi tuyến tính, truyền thông lượng tử quang học, v.v. Trong lĩnh vực truyền thông quang học, niobat lithi chủ yếu đóng vai trò điều biến ánh sáng và đã trở thành sản phẩm chủ đạo trong bộ điều biến điện quang tốc độ cao hiện nay.Bộ điều biến Eo) chợ.

Hiện nay, có ba công nghệ chính用于 điều biến ánh sáng trong ngành công nghiệp: bộ điều biến điện quang (Eo Modulator) dựa trên ánh sáng silicon, indium phosphide vàniobat lithiCác nền tảng vật liệu. Bộ điều biến quang silicon chủ yếu được sử dụng trong các mô-đun thu phát truyền thông dữ liệu tầm ngắn, bộ điều biến indium phosphide chủ yếu được sử dụng trong các mô-đun thu phát mạng truyền thông quang tầm trung và tầm xa, và bộ điều biến điện quang lithium niobate (Bộ điều biến Eo) chủ yếu được sử dụng trong truyền thông đồng bộ mạng trục chính tầm xa và các trung tâm dữ liệu tốc độ cực cao 100/200Gbps đơn sóng. Trong số ba nền tảng vật liệu bộ điều biến tốc độ cực cao nêu trên, bộ điều biến lithium niobate màng mỏng mới nổi lên trong những năm gần đây có lợi thế về băng thông mà các vật liệu khác không thể sánh kịp.

Lithium niobate là một loại chất vô cơ, công thức hóa học là...LiNbO3Tinh thể niobat lithi là một loại tinh thể âm, tinh thể sắt điện, tinh thể niobat lithi phân cực có các tính chất áp điện, sắt điện, quang điện, quang học phi tuyến, nhiệt điện và các tính chất khác, đồng thời có hiệu ứng quang chiết. Tinh thể niobat lithi là một trong những vật liệu vô cơ mới được sử dụng rộng rãi nhất, nó là một vật liệu trao đổi năng lượng áp điện tốt, vật liệu sắt điện, vật liệu điện quang, niobat lithi đóng vai trò là vật liệu điện quang trong truyền thông quang học trong việc điều chế ánh sáng.

Vật liệu niobat lithi, còn được gọi là “silicon quang học”, sử dụng quy trình vi-nano tiên tiến nhất để hấp lớp silicon dioxide (SiO2) trên chất nền silicon, liên kết chất nền niobat lithi ở nhiệt độ cao để tạo ra bề mặt phân tách, và cuối cùng là bóc tách lớp màng niobat lithi. Bộ điều biến niobat lithi màng mỏng được chế tạo có những ưu điểm như hiệu suất cao, chi phí thấp, kích thước nhỏ, sản xuất hàng loạt và tương thích với công nghệ CMOS, và là một giải pháp cạnh tranh cho kết nối quang tốc độ cao trong tương lai.

Nếu trung tâm của cuộc cách mạng điện tử được đặt tên theo vật liệu silicon đã tạo nên nó, thì cuộc cách mạng quang học có thể được truy nguồn gốc từ vật liệu lithium niobate, được biết đến như là “silicon quang học”. Lithium niobate là một vật liệu trong suốt không màu, kết hợp các hiệu ứng quang chiết, hiệu ứng phi tuyến tính, hiệu ứng điện quang, hiệu ứng âm quang, hiệu ứng áp điện và hiệu ứng nhiệt. Nhiều đặc tính của nó có thể được kiểm soát bằng thành phần tinh thể, pha tạp nguyên tố, kiểm soát trạng thái hóa trị và các yếu tố khác. Nó được sử dụng rộng rãi để chế tạo ống dẫn sóng quang, công tắc quang, bộ điều biến áp điện,bộ điều biến điện quangMáy phát sóng hài bậc hai, bộ nhân tần số laser và các sản phẩm khác. Trong ngành công nghiệp truyền thông quang học, bộ điều biến là một thị trường ứng dụng quan trọng của lithium niobate.