পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট উপাদান এবং পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটর

ইন্টিগ্রেটেড মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তিতে পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেটের সুবিধা এবং তাত্পর্য

মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তিবৃহত্তর ওয়ার্কিং ব্যান্ডউইথ, শক্তিশালী সমান্তরাল প্রক্রিয়াজাতকরণ ক্ষমতা এবং কম সংক্রমণ ক্ষতির সুবিধা রয়েছে, যা traditional তিহ্যবাহী মাইক্রোওয়েভ সিস্টেমের প্রযুক্তিগত বাধা ভেঙে ফেলার এবং রাডার, বৈদ্যুতিন যুদ্ধ, যোগাযোগ এবং পরিমাপ এবং নিয়ন্ত্রণের মতো সামরিক বৈদ্যুতিন তথ্য সরঞ্জামের কার্যকারিতা উন্নত করার সম্ভাবনা রয়েছে। যাইহোক, বিচ্ছিন্ন ডিভাইসের উপর ভিত্তি করে মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমে কিছু সমস্যা রয়েছে যেমন বড় পরিমাণ, ভারী ওজন এবং দুর্বল স্থিতিশীলতা, যা স্পেসবার্ন এবং বায়ুবাহিত প্ল্যাটফর্মগুলিতে মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তির প্রয়োগকে গুরুতরভাবে সীমাবদ্ধ করে। অতএব, ইন্টিগ্রেটেড মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তি সামরিক বৈদ্যুতিন তথ্য ব্যবস্থায় মাইক্রোওয়েভ ফোটনের প্রয়োগ ভাঙতে এবং মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তির সুবিধার জন্য সম্পূর্ণ খেলা দেওয়ার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সমর্থন হয়ে উঠছে।

বর্তমানে, এসআই-ভিত্তিক ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তি এবং আইএনপি-ভিত্তিক ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তি অপটিক্যাল যোগাযোগের ক্ষেত্রে বছরের পর বছর বিকাশের পরে আরও বেশি পরিপক্ক হয়ে উঠেছে এবং প্রচুর পণ্য বাজারে রাখা হয়েছে। যাইহোক, মাইক্রোওয়েভ ফোটনের প্রয়োগের জন্য, এই দুটি ধরণের ফোটন ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তিতে কিছু সমস্যা রয়েছে: উদাহরণস্বরূপ, সি মডিউলার এবং আইএনপি মডিউলারের ননলাইনার বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল সহগটি মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তি দ্বারা অনুসরণ করা উচ্চ লিনেটিভিটি এবং বৃহত গতিশীল বৈশিষ্ট্যের পরিপন্থী; উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন অপটিকাল সুইচ যা অপটিক্যাল পাথ স্যুইচিং উপলব্ধি করে, তাপ-অপটিক্যাল প্রভাব, পাইজোইলেকট্রিক প্রভাব বা ক্যারিয়ার ইনজেকশন বিচ্ছুরণের প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, ধীর স্যুইচিং গতি, বিদ্যুতের খরচ এবং তাপ গ্রহণের সমস্যা রয়েছে, যা দ্রুত বিম স্ক্যানিং এবং বড় অ্যারে স্কেল মাইক্রোভ ফোটন অ্যাপ্লিকেশনগুলি পূরণ করতে পারে না।

লিথিয়াম নিওবেট সর্বদা উচ্চ গতির জন্য প্রথম পছন্দ হয়ে থাকেবৈদ্যুতিন-অপটিক মড্যুলেশনউপকরণগুলির কারণে এটি দুর্দান্ত লিনিয়ার বৈদ্যুতিন-অপটিক প্রভাবের কারণে। তবে, traditional তিহ্যবাহী লিথিয়াম নিওবেটবৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল মডুলেটরবিশাল লিথিয়াম নিওবেট স্ফটিক উপাদান দিয়ে তৈরি এবং ডিভাইসের আকার খুব বড়, যা সংহত মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তির প্রয়োজনগুলি পূরণ করতে পারে না। ইন্টিগ্রেটেড মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তি সিস্টেমের সাথে লিনিয়ার ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল সহগের সাথে লিথিয়াম নিওবেট উপকরণগুলিকে কীভাবে সংহত করা যায় তা প্রাসঙ্গিক গবেষকদের লক্ষ্য হয়ে উঠেছে। 2018 সালে, মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের হার্ভার্ড বিশ্ববিদ্যালয়ের একটি গবেষণা দল প্রথম প্রকৃতির পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেটের উপর ভিত্তি করে ফোটোনিক ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তির প্রতিবেদন করেছে, কারণ প্রযুক্তির উচ্চ সংহতকরণ, বৃহত বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল মড্যুলেশন ব্যান্ডউইথথ এবং বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল এফেক্টের উচ্চ লিনিয়ারিটি, এটি তাত্ক্ষণিকভাবে ফোটোনিক এবং মাইক্রো ইন্টিগ্রিকগুলির মধ্যে অবিলম্বে ফোটোনিক এবং শিল্পের মনোযোগের কারণ হিসাবে রয়েছে। মাইক্রোওয়েভ ফোটন অ্যাপ্লিকেশনটির দৃষ্টিকোণ থেকে, এই কাগজটি মাইক্রোওয়েভ ফোটন প্রযুক্তির বিকাশের উপর পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেটের উপর ভিত্তি করে ফোটন ইন্টিগ্রেশন প্রযুক্তির প্রভাব এবং তাত্পর্য পর্যালোচনা করে।

পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট উপাদান এবং পাতলা ফিল্মলিথিয়াম নিওবেট মডুলেটর
সাম্প্রতিক দু'বছরে, একটি নতুন ধরণের লিথিয়াম নিওবেট উপাদান উদ্ভূত হয়েছে, অর্থাৎ লিথিয়াম নিওবেট ফিল্মটি "আয়ন স্লাইসিং" পদ্ধতি দ্বারা বৃহত্তর লিথিয়াম নিওবেট স্ফটিক থেকে এক্সফোলিয়েট করা হয়েছে এবং সিআই বাফের সাথে সিআই বাফারকে বন্ডেড করে লেনোই (লিন্বো 3-অন-ইন-ইন-ইন-ইন-ইন-ইন-ইন-ইনসুলেটর দিয়ে বন্ডেড হয়। 100 টিরও বেশি ন্যানোমিটারের উচ্চতা সহ রিজ ওয়েভগাইডগুলি পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট উপকরণগুলিতে অনুকূলিত শুকনো এচিং প্রক্রিয়া দ্বারা তৈরি করা যেতে পারে, এবং গঠিত ওয়েভগাইডগুলির কার্যকর প্রতিসরণ সূচক পার্থক্য 0.8 এর চেয়ে বেশি পৌঁছাতে পারে (0.02 এর রিফেক্টিভ ইনডেক্সের চেয়ে অনেক উঁচু) যেমনটি ম্যাচটি দেখানো হয়। মডুলেটর ডিজাইন করা। সুতরাং, স্বল্প দৈর্ঘ্যে নিম্ন অর্ধ-তরঙ্গ ভোল্টেজ এবং বৃহত্তর মড্যুলেশন ব্যান্ডউইথ অর্জন করা উপকারী।

স্বল্প ক্ষতির লিথিয়াম নিওবেট সাবমিক্রন ওয়েভগাইডের উপস্থিতি traditional তিহ্যবাহী লিথিয়াম নিওবেট ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলেটরের উচ্চ ড্রাইভিং ভোল্টেজের বাধা ভেঙে দেয়। ইলেক্ট্রোড ব্যবধানটি হ্রাস করতে পারে ~ 5 μm, এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং অপটিক্যাল মোড ক্ষেত্রের মধ্যে ওভারল্যাপটি ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করা হয় এবং ভি · এল 20 ভি · সেমি থেকে বেশি হ্রাস পায় 2.8 ভি · সেমি এর চেয়ে কম। অতএব, একই অর্ধ-তরঙ্গ ভোল্টেজের অধীনে, traditional তিহ্যবাহী মডুলেটরের সাথে তুলনা করে ডিভাইসের দৈর্ঘ্য হ্রাস করা যেতে পারে। একই সময়ে, ট্র্যাভেল ওয়েভ ইলেক্ট্রোডের প্রস্থ, বেধ এবং ব্যবধানের পরামিতিগুলি অনুকূলকরণের পরে, চিত্রটিতে দেখানো হয়েছে, মডিউলেটরটি 100 গিগাহার্জের চেয়ে বেশি অতি-উচ্চ মড্যুলেশন ব্যান্ডউইথের ক্ষমতা থাকতে পারে।

চিত্র 1 （একটি） গণনা করা মোড বিতরণ এবং （বি） এলএন ওয়েভগাইডের ক্রস-বিভাগের চিত্র

চিত্র 2 （একটি） ওয়েভগাইড এবং ইলেক্ট্রোড কাঠামো এবং （বি） এলএন মডুলেটরের কোরপ্লেট

Traditional তিহ্যবাহী লিথিয়াম নিওবেট বাণিজ্যিক মডুলেটর, সিলিকন-ভিত্তিক মডিউলার এবং ইন্ডিয়াম ফসফাইড (আইএনপি) মডিউলার এবং অন্যান্য বিদ্যমান উচ্চ-গতির বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল মডুলেটরগুলির সাথে পাতলা ফিল্ম লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটরগুলির তুলনা, তুলনার মূল পরামিতিগুলির মধ্যে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
(1) অর্ধ-তরঙ্গ ভোল্ট-দৈর্ঘ্যের পণ্য (vπ · l, v · সেমি), মডুলেটরের মড্যুলেশন দক্ষতা পরিমাপ করে, মানটি তত কম, মড্যুলেশন দক্ষতা তত বেশি;
(2) 3 ডিবি মড্যুলেশন ব্যান্ডউইথ (জিএইচজেড), যা উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি মড্যুলেশনে মডুলেটারের প্রতিক্রিয়া পরিমাপ করে;
(3) মড্যুলেশন অঞ্চলে অপটিক্যাল সন্নিবেশ ক্ষতি (ডিবি)। টেবিল থেকে এটি দেখা যায় যে পাতলা ফিল্মের লিথিয়াম নিওবেট মডুলেটরের মড্যুলেশন ব্যান্ডউইথ, অর্ধ-তরঙ্গ ভোল্টেজ, অপটিক্যাল ইন্টারপোলেশন ক্ষতি এবং আরও অনেক কিছুতে সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে।

সিলিকন, ইন্টিগ্রেটেড অপটোলেক্ট্রনিক্সের মূল ভিত্তি হিসাবে, এখনও পর্যন্ত বিকাশ করা হয়েছে, প্রক্রিয়াটি পরিপক্ক, এর ক্ষুদ্রায়ন সক্রিয়/প্যাসিভ ডিভাইসের বৃহত আকারের সংহতকরণের পক্ষে উপযুক্ত, এবং এর মডুলেটরটি অপটিক্যাল যোগাযোগের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে এবং গভীরভাবে অধ্যয়ন করা হয়েছে। সিলিকনের বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল মড্যুলেশন প্রক্রিয়াটি মূলত ক্যারিয়ার ডিপলিং-টিন, ক্যারিয়ার ইনজেকশন এবং ক্যারিয়ার জমে। এর মধ্যে, মডুলেটারের ব্যান্ডউইথটি লিনিয়ার ডিগ্রি ক্যারিয়ার হ্রাস ব্যবস্থার সাথে সর্বোত্তম, তবে অপটিক্যাল ক্ষেত্রের বিতরণ হ্রাস অঞ্চলের অ-অভিন্নতার সাথে ওভারল্যাপ করে, এই প্রভাবটি ননলাইনার দ্বিতীয়-ক্রমের বিকৃতি এবং তৃতীয়-ক্রমের আন্তঃসংযোগের বিকৃতি শর্তাদি প্রবর্তন করবে, যা আলোর উপর চাপের সাথে সংঘবদ্ধতার সাথে সংঘবদ্ধতার সাথে সংঘবদ্ধতার সাথে মিলিত হবে, যা রিডেশনকে শোষণের সাথে সংযুক্ত করবে,

আইএনপি মডুলেটরটির অসামান্য বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল প্রভাব রয়েছে এবং মাল্টি-লেয়ার কোয়ান্টাম ওয়েল কাঠামো 0.156V · মিমি পর্যন্ত vπ · l এর সাথে অতি উচ্চ-উচ্চ হার এবং কম ড্রাইভিং ভোল্টেজ মডিউলেটরগুলি উপলব্ধি করতে পারে। যাইহোক, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের সাথে রিফেক্টিভ সূচকের প্রকরণে লিনিয়ার এবং ননলাইনার শর্তাদি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে এবং বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের তীব্রতার বৃদ্ধি দ্বিতীয়-ক্রমের প্রভাবকে বিশিষ্ট করে তুলবে। অতএব, সিলিকন এবং আইএনপি ইলেক্ট্রো-অপটিক মডুলারগুলি কাজ করার সময় পিএন জংশন গঠনের জন্য পক্ষপাত প্রয়োগ করতে হবে এবং পিএন জংশন আলোর শোষণের ক্ষতি নিয়ে আসবে। যাইহোক, এই দুটিটির মডুলেটর আকারটি ছোট, বাণিজ্যিক আইএনপি মডিউলেটর আকারটি এলএন মডুলেটারের 1/4 হয়। উচ্চ মড্যুলেশন দক্ষতা, উচ্চ ঘনত্ব এবং স্বল্প দূরত্বের জন্য উপযুক্ত ডিজিটাল অপটিক্যাল ট্রান্সমিশন নেটওয়ার্ক যেমন ডেটা সেন্টারগুলির জন্য উপযুক্ত। লিথিয়াম নিওবেটের বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল প্রভাবের কোনও হালকা শোষণ প্রক্রিয়া এবং কম ক্ষতি নেই, যা দীর্ঘ দূরত্বের সুসংগত জন্য উপযুক্তঅপটিক্যাল যোগাযোগবড় ক্ষমতা এবং উচ্চ হার সহ। মাইক্রোওয়েভ ফোটন অ্যাপ্লিকেশনটিতে, এসআই এবং আইএনপি-র বৈদ্যুতিন-অপটিক্যাল সহগগুলি ননলাইনার, যা মাইক্রোওয়েভ ফোটন সিস্টেমের জন্য উপযুক্ত নয় যা উচ্চ লিনিয়ারিটি এবং বৃহত গতিশীলতা অনুসরণ করে। লিথিয়াম নিওবেট উপাদানটি মাইক্রোওয়েভ ফোটন অ্যাপ্লিকেশনটির জন্য সম্পূর্ণ লিনিয়ার বৈদ্যুতিন-অপটিক মড্যুলেশন সহগের কারণে খুব উপযুক্ত।