ઉચ્ચ પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર: પાતળી ફિલ્મ લિથિયમ નિયોબેટ મોડ્યુલેટર

ઉચ્ચ પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર:પાતળી ફિલ્મ લિથિયમ નિયોબેટ મોડ્યુલેટર

ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટર (EOM મોડ્યુલેટર) એ ચોક્કસ ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ સ્ફટિકોના ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ પ્રભાવનો ઉપયોગ કરીને બનાવવામાં આવેલું મોડ્યુલેટર છે, જે સંચાર ઉપકરણોમાં હાઇ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રોનિક સિગ્નલોને ઓપ્ટિકલ સિગ્નલોમાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. જ્યારે ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક સ્ફટિક લાગુ ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને આધિન થાય છે, ત્યારે ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક સ્ફટિકનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ બદલાશે, અને સ્ફટિકની ઓપ્ટિકલ તરંગ લાક્ષણિકતાઓ પણ તે મુજબ બદલાશે, જેથી ઓપ્ટિકલ સિગ્નલના કંપનવિસ્તાર, તબક્કા અને ધ્રુવીકરણ સ્થિતિના મોડ્યુલેશનને સાકાર કરી શકાય, અને સંચાર ઉપકરણમાં હાઇ-સ્પીડ ઇલેક્ટ્રોનિક સિગ્નલને મોડ્યુલેશન દ્વારા ઓપ્ટિકલ સિગ્નલમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય.

હાલમાં, ત્રણ મુખ્ય પ્રકારો છેઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરબજારમાં: સિલિકોન-આધારિત મોડ્યુલેટર, ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ મોડ્યુલેટર અને પાતળી ફિલ્મલિથિયમ નિયોબેટ મોડ્યુલેટર. તેમાંથી, સિલિકોનમાં સીધો ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ગુણાંક નથી, કામગીરી વધુ સામાન્ય છે, ફક્ત ટૂંકા-અંતરના ડેટા ટ્રાન્સમિશન ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ મોડ્યુલેટરના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે, ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ મધ્યમ-લાંબા અંતરના ઓપ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન નેટવર્ક ટ્રાન્સસીવર મોડ્યુલ માટે યોગ્ય હોવા છતાં, પરંતુ એકીકરણ પ્રક્રિયાની આવશ્યકતાઓ અત્યંત ઊંચી છે, કિંમત પ્રમાણમાં ઊંચી છે, એપ્લિકેશન ચોક્કસ મર્યાદાઓને આધીન છે. તેનાથી વિપરીત, લિથિયમ નિયોબેટ ક્રિસ્ટલ માત્ર ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટથી સમૃદ્ધ નથી, સેટ ફોટોરિફ્રેક્ટિવ ઇફેક્ટ, નોનલાઇનર ઇફેક્ટ, ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ઇફેક્ટ, એકોસ્ટિક ઓપ્ટિકલ ઇફેક્ટ, પીઝોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ અને થર્મોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટ એક સમાન છે, અને તેની જાળીની રચના અને સમૃદ્ધ ખામી રચનાને કારણે, લિથિયમ નિયોબેટના ઘણા ગુણધર્મો ક્રિસ્ટલ કમ્પોઝિશન, એલિમેન્ટ ડોપિંગ, વેલેન્સ સ્ટેટ કંટ્રોલ વગેરે દ્વારા મોટા પ્રમાણમાં નિયંત્રિત કરી શકાય છે. શ્રેષ્ઠ ફોટોઇલેક્ટ્રિક કામગીરી પ્રાપ્ત કરો, જેમ કે 30.9pm/V સુધીનો ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ ગુણાંક, જે ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે, અને તેમાં નાની ચીપ ઇફેક્ટ છે (ચીપ ઇફેક્ટ: એ ઘટનાનો ઉલ્લેખ કરે છે કે લેસર પલ્સ ટ્રાન્સમિશન પ્રક્રિયા દરમિયાન પલ્સની અંદરની આવર્તન સમય સાથે બદલાય છે. મોટી ચીપ ઇફેક્ટ સિગ્નલ-ટુ-નોઇઝ રેશિયો અને નોનલાઇનર ઇફેક્ટમાં પરિણમે છે), સારો લુપ્તતા ગુણોત્તર (સિગ્નલની "ચાલુ" સ્થિતિનો તેની "બંધ" સ્થિતિનો સરેરાશ પાવર ગુણોત્તર), અને શ્રેષ્ઠ ઉપકરણ સ્થિરતા. વધુમાં, પાતળા ફિલ્મ લિથિયમ નિયોબેટ મોડ્યુલેટરની કાર્યકારી પદ્ધતિ સિલિકોન-આધારિત મોડ્યુલેટર અને ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડ મોડ્યુલેટર કરતા અલગ છે જે નોનલાઇનર મોડ્યુલેશન પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરે છે, જે ઓપ્ટિકલ કેરિયર પર ઇલેક્ટ્રિકલી મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ લોડ કરવા માટે રેખીય ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ અસરનો ઉપયોગ કરે છે, અને મોડ્યુલેશન દર મુખ્યત્વે માઇક્રોવેવ ઇલેક્ટ્રોડના પ્રદર્શન દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, તેથી ઉચ્ચ મોડ્યુલેશન ગતિ અને રેખીયતા તેમજ ઓછો પાવર વપરાશ પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. ઉપરોક્તના આધારે, લિથિયમ નિયોબેટ ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરની તૈયારી માટે એક આદર્શ પસંદગી બની ગયું છે, જે 100G/400G સુસંગત ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન નેટવર્ક્સ અને અલ્ટ્રા-હાઇ-સ્પીડ ડેટા સેન્ટર્સમાં એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી ધરાવે છે, અને 100 કિલોમીટરથી વધુ લાંબા ટ્રાન્સમિશન અંતર પ્રાપ્ત કરી શકે છે.

"ફોટોન ક્રાંતિ" ના વિધ્વંસક પદાર્થ તરીકે લિથિયમ નિયોબેટ, જોકે સિલિકોન અને ઇન્ડિયમ ફોસ્ફાઇડની તુલનામાં તેના ઘણા ફાયદા છે, પરંતુ તે ઘણીવાર ઉપકરણમાં બલ્ક સામગ્રીના રૂપમાં દેખાય છે, પ્રકાશ આયન પ્રસરણ અથવા પ્રોટોન વિનિમય દ્વારા રચાયેલા પ્લેન વેવગાઇડ સુધી મર્યાદિત હોય છે, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ તફાવત સામાન્ય રીતે પ્રમાણમાં નાનો હોય છે (લગભગ 0.02), ઉપકરણનું કદ પ્રમાણમાં મોટું હોય છે. લઘુચિત્રીકરણ અને એકીકરણની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવી મુશ્કેલ છે.ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો, અને તેની ઉત્પાદન લાઇન હજુ પણ વાસ્તવિક માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ પ્રક્રિયા લાઇનથી અલગ છે, અને ઊંચી કિંમતની સમસ્યા છે, તેથી ઇલેક્ટ્રો-ઓપ્ટિકલ મોડ્યુલેટરમાં ઉપયોગમાં લેવાતા લિથિયમ નિયોબેટ માટે પાતળી ફિલ્મ રચના એક મહત્વપૂર્ણ વિકાસ દિશા છે.