సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ మరియు సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్

ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీలో సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ యొక్క ప్రయోజనాలు మరియు ప్రాముఖ్యత

మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీపెద్ద వర్కింగ్ బ్యాండ్‌విడ్త్, బలమైన సమాంతర ప్రాసెసింగ్ సామర్థ్యం మరియు తక్కువ ప్రసార నష్టం యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది సాంప్రదాయ మైక్రోవేవ్ వ్యవస్థ యొక్క సాంకేతిక అడ్డంకిని విచ్ఛిన్నం చేసే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు రాడార్, ఎలక్ట్రానిక్ వార్ఫేర్, కమ్యూనికేషన్ మరియు కొలత మరియు నియంత్రణ వంటి సైనిక ఎలక్ట్రానిక్ సమాచార పరికరాల పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. ఏదేమైనా, వివిక్త పరికరాల ఆధారంగా మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ వ్యవస్థలో పెద్ద వాల్యూమ్, భారీ బరువు మరియు పేలవమైన స్థిరత్వం వంటి కొన్ని సమస్యలు ఉన్నాయి, ఇవి అంతరిక్ష నౌక మరియు వాయుమార్గాన వేదికలలో మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క అనువర్తనాన్ని తీవ్రంగా పరిమితం చేస్తాయి. అందువల్ల, మిలిటరీ ఎలక్ట్రానిక్ ఇన్ఫర్మేషన్ సిస్టమ్‌లో మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ యొక్క అనువర్తనాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయడానికి మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రయోజనాలకు పూర్తి ఆట ఇవ్వడానికి ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ ఒక ముఖ్యమైన మద్దతుగా మారుతోంది.

ప్రస్తుతం, ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో సంవత్సరాల అభివృద్ధి తరువాత SI- ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీ మరియు INP- ఆధారిత ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీ మరింత పరిణతి చెందినవిగా మారాయి మరియు చాలా ఉత్పత్తులను మార్కెట్లోకి పెట్టారు. ఏదేమైనా, మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ యొక్క అనువర్తనం కోసం, ఈ రెండు రకాల ఫోటాన్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీలలో కొన్ని సమస్యలు ఉన్నాయి: ఉదాహరణకు, SI మాడ్యులేటర్ మరియు INP మాడ్యులేటర్ యొక్క నాన్ లీనియర్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ గుణకం అధిక సరళత మరియు మైక్రోవేవ్ ఫోటోన్ టెక్నాలజీ అనుసరించే పెద్ద డైనమిక్ లక్షణాలకు విరుద్ధం; ఉదాహరణకు, థర్మల్-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్, పైజోఎలెక్ట్రిక్ ఎఫెక్ట్ లేదా క్యారియర్ ఇంజెక్షన్ డిస్పర్షన్ ఎఫెక్ట్ ఆధారంగా ఆప్టికల్ పాత్ స్విచింగ్ గ్రహించే సిలికాన్ ఆప్టికల్ స్విచ్ నెమ్మదిగా మారే వేగం, విద్యుత్ వినియోగం మరియు ఉష్ణ వినియోగం యొక్క సమస్యలను కలిగి ఉంది, ఇది వేగవంతమైన బీమ్ స్కానింగ్ మరియు పెద్ద శ్రేణి స్కేల్ ఫోటాన్ అనువర్తనాలను తీర్చదు.

లిథియం నియోబేట్ ఎల్లప్పుడూ అధిక వేగానికి మొదటి ఎంపికఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్దాని అద్భుతమైన సరళ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ ప్రభావం కారణంగా పదార్థాలు. అయితే, సాంప్రదాయ లిథియం నియోబేట్ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్భారీ లిథియం నియోబేట్ క్రిస్టల్ పదార్థంతో తయారు చేయబడింది, మరియు పరికర పరిమాణం చాలా పెద్దది, ఇది ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ యొక్క అవసరాలను తీర్చదు. ఇంటిగ్రేటెడ్ మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ వ్యవస్థలో సరళ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ గుణకంతో లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలను ఎలా అనుసంధానించాలి సంబంధిత పరిశోధకుల లక్ష్యంగా మారింది. 2018 లో, యునైటెడ్ స్టేట్స్‌లోని హార్వర్డ్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ఒక పరిశోధనా బృందం మొదట సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ నేచర్ ఆధారంగా ఫోటోనిక్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీని నివేదించింది, ఎందుకంటే సాంకేతిక పరిజ్ఞానం అధిక సమైక్యత, పెద్ద ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ మరియు ఎలెక్ట్రో-ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్ యొక్క అధిక సరళత యొక్క ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది, ఇది ఒకసారి ప్రారంభించిన ఒకప్పుడు, ఇది ఫోటోక్ సమైక్యత మరియు మైక్రోలేషన్ ఫీల్డ్ యొక్క విద్యా మరియు పారిశ్రామిక దృష్టికి కారణమైంది. మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అప్లికేషన్ యొక్క కోణం నుండి, ఈ కాగితం మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ టెక్నాలజీ అభివృద్ధిపై సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ ఆధారంగా ఫోటాన్ ఇంటిగ్రేషన్ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రభావం మరియు ప్రాముఖ్యతను సమీక్షిస్తుంది.

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మెటీరియల్ మరియు సన్నని ఫిల్మ్లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్
ఇటీవలి రెండు సంవత్సరాలలో, ఒక కొత్త రకం లిథియం నియోబేట్ పదార్థం వెలువడింది, అనగా, లిథియం నియోబేట్ ఫిల్మ్ భారీ లిథియం నియోబేట్ క్రిస్టల్ నుండి “అయాన్ స్లైసింగ్” పద్ధతి ద్వారా ఎక్స్‌ఫోలియేట్ చేయబడుతుంది మరియు సిలికా బఫర్ పొరతో సిలికా బఫర్ పొరతో బంధించబడి, ఈ కాగితం ఈజ్ లిథెరియం అని పిలవబడేది [5]. 100 నానోమీటర్ల కంటే ఎక్కువ ఎత్తు కలిగిన రిడ్జ్ వేవ్‌గైడ్‌లను సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ పదార్థాలపై ఆప్టిమైజ్ చేసిన పొడి ఎచింగ్ ప్రక్రియ ద్వారా చెక్కవచ్చు, మరియు ఏర్పడిన వేవ్‌గైడ్‌ల యొక్క ప్రభావవంతమైన వక్రీభవన సూచిక వ్యత్యాసం 0.8 కన్నా ఎక్కువ చేరుకోవచ్చు (సాంప్రదాయ లిథియం నియోబేట్ వేవ్‌గైడ్స్‌కు చాలా ఎక్కువ స్పందనను కలిగిస్తుంది) మాడ్యులేటర్ రూపకల్పన చేసేటప్పుడు ఫీల్డ్. అందువల్ల, తక్కువ పొడవులో తక్కువ సగం-వేవ్ వోల్టేజ్ మరియు పెద్ద మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్‌ను సాధించడం ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

తక్కువ నష్టం లిథియం నియోబేట్ సబ్‌మిక్రాన్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క రూపాన్ని సాంప్రదాయ లిథియం నియోబేట్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్ యొక్క అధిక డ్రైవింగ్ వోల్టేజ్ యొక్క అడ్డంకిని విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది. ఎలక్ట్రోడ్ అంతరాన్ని ~ 5 μm కు తగ్గించవచ్చు మరియు విద్యుత్ క్షేత్రం మరియు ఆప్టికల్ మోడ్ ఫీల్డ్ మధ్య అతివ్యాప్తి బాగా పెరుగుతుంది, మరియు Vπ · L 20 V · cm నుండి 2.8 V · cm కన్నా తక్కువ తగ్గుతుంది. అందువల్ల, అదే సగం-వేవ్ వోల్టేజ్ కింద, సాంప్రదాయ మాడ్యులేటర్‌తో పోలిస్తే పరికరం యొక్క పొడవును బాగా తగ్గించవచ్చు. అదే సమయంలో, ట్రావెలింగ్ వేవ్ ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క వెడల్పు, మందం మరియు విరామం యొక్క పారామితులను ఆప్టిమైజ్ చేసిన తరువాత, చిత్రంలో చూపిన విధంగా, మాడ్యులేటర్ 100 GHz కంటే ఎక్కువ అల్ట్రా-హై మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్ సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

Fig.1 （A） లెక్కించిన మోడ్ పంపిణీ మరియు LN వేవ్‌గైడ్ యొక్క క్రాస్-సెక్షన్ యొక్క （B） చిత్రం

Fig.2 （a） వేవ్‌గైడ్ మరియు ఎలక్ట్రోడ్ నిర్మాణం మరియు LN మాడ్యులేటర్ యొక్క （B） కోర్‌ప్లేట్

సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్లను సాంప్రదాయ లిథియం నియోబేట్ వాణిజ్య మాడ్యులేటర్లు, సిలికాన్-ఆధారిత మాడ్యులేటర్లు మరియు ఇండియం ఫాస్ఫైడ్ (INP) మాడ్యులేటర్లు మరియు ఇప్పటికే ఉన్న హై-స్పీడ్ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేటర్లతో పోల్చడం, పోలిక యొక్క ప్రధాన పారామితులు:
.
.
(3) మాడ్యులేషన్ ప్రాంతంలో ఆప్టికల్ చొప్పించే నష్టం (DB). సన్నని ఫిల్మ్ లిథియం నియోబేట్ మాడ్యులేటర్ మాడ్యులేషన్ బ్యాండ్‌విడ్త్, హాఫ్-వేవ్ వోల్టేజ్, ఆప్టికల్ ఇంటర్‌పోలేషన్ లాస్ మరియు మొదలైన వాటిలో స్పష్టమైన ప్రయోజనాలను కలిగి ఉందని టేబుల్ నుండి చూడవచ్చు.

సిలికాన్, ఇంటిగ్రేటెడ్ ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క మూలస్తంభంగా, ఇప్పటివరకు అభివృద్ధి చేయబడినందున, ఈ ప్రక్రియ పరిపక్వం చెందుతుంది, దాని సూక్ష్మీకరణ క్రియాశీల/నిష్క్రియాత్మక పరికరాల యొక్క పెద్ద-స్థాయి ఏకీకరణకు అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు దాని మాడ్యులేటర్ ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్ రంగంలో విస్తృతంగా మరియు లోతుగా అధ్యయనం చేయబడింది. సిలికాన్ యొక్క ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ మాడ్యులేషన్ మెకానిజం ప్రధానంగా క్యారియర్ డిప్లింగ్-టియోన్, క్యారియర్ ఇంజెక్షన్ మరియు క్యారియర్ చేరడం. వాటిలో, మాడ్యులేటర్ యొక్క బ్యాండ్‌విడ్త్ లీనియర్ డిగ్రీ క్యారియర్ క్షీణత యంత్రాంగంతో సరైనది, కానీ ఆప్టికల్ ఫీల్డ్ పంపిణీ క్షీణత ప్రాంతం యొక్క ఏకరూపత లేని వాటితో అతివ్యాప్తి చెందుతుంది కాబట్టి, ఈ ప్రభావం నాన్ లీనియర్ రెండవ-ఆర్డర్ వక్రీకరణ మరియు మూడవ-ఆర్డర్ ఇంటర్‌మోడ్యులేషన్ వక్రీకరణ పదాలను పరిచయం చేస్తుంది, క్యారియర్‌పై ఏకాంతం యొక్క విడదీయడంతో పాటు, ఏకాంతం మరియు ఏకాంతం, ఏకాంతం, ఏకాభిప్రాయం మరియు ఏకాభిప్రాయం నుండి వస్తుంది.

INP మాడ్యులేటర్ అత్యుత్తమ ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావాలను కలిగి ఉంది, మరియు మల్టీ-లేయర్ క్వాంటం బావి నిర్మాణం అల్ట్రా-హై రేటు మరియు తక్కువ డ్రైవింగ్ వోల్టేజ్ మాడ్యులేటర్లను Vπ · l తో 0.156V · mm వరకు గ్రహించగలదు. ఏదేమైనా, విద్యుత్ క్షేత్రంతో వక్రీభవన సూచిక యొక్క వైవిధ్యం సరళ మరియు నాన్ లీనియర్ నిబంధనలను కలిగి ఉంటుంది మరియు విద్యుత్ క్షేత్ర తీవ్రత పెరుగుదల రెండవ-ఆర్డర్ ప్రభావాన్ని ప్రముఖంగా చేస్తుంది. అందువల్ల, సిలికాన్ మరియు INP ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేటర్లు అవి పనిచేసేటప్పుడు పిఎన్ జంక్షన్ ఏర్పడటానికి పక్షపాతాన్ని వర్తింపజేయాలి, మరియు పిఎన్ జంక్షన్ శోషణ నష్టాన్ని వెలుగులోకి తెస్తుంది. అయినప్పటికీ, ఈ రెండింటి మాడ్యులేటర్ పరిమాణం చిన్నది, వాణిజ్య INP మాడ్యులేటర్ పరిమాణం LN మాడ్యులేటర్ యొక్క 1/4. అధిక మాడ్యులేషన్ సామర్థ్యం, ​​అధిక సాంద్రతకు అనువైనది మరియు డేటా సెంటర్లు వంటి స్వల్ప దూర డిజిటల్ ఆప్టికల్ ట్రాన్స్మిషన్ నెట్‌వర్క్‌లు. లిథియం నియోబేట్ యొక్క ఎలెక్ట్రో-ఆప్టికల్ ప్రభావానికి తేలికపాటి శోషణ విధానం మరియు తక్కువ నష్టం లేదు, ఇది సుదూర పొందికకు అనుకూలంగా ఉంటుందిఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్పెద్ద సామర్థ్యం మరియు అధిక రేటుతో. మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అనువర్తనంలో, SI మరియు INP యొక్క ఎలక్ట్రో-ఆప్టికల్ గుణకాలు నాన్ లీనియర్, ఇది అధిక సరళత మరియు పెద్ద డైనమిక్స్‌ను అనుసరించే మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ వ్యవస్థకు తగినది కాదు. పూర్తిగా సరళ ఎలక్ట్రో-ఆప్టిక్ మాడ్యులేషన్ గుణకం కారణంగా లిథియం నియోబేట్ పదార్థం మైక్రోవేవ్ ఫోటాన్ అప్లికేషన్‌కు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.