Litiumniobat er også kjent som optisk silisium. Det finnes et ordtak som sier at «litiumniobat er for optisk kommunikasjon det samme som silisium er for halvledere». Hva er det som gjør industrien så optimistisk når det gjelder litiumniobatmaterialer, og hva er det som gjør silisium så viktig i elektronikkrevolusjonen?
Litiumniobat (LiNbO3) er kjent som «optisk silisium» i industrien. I tillegg til naturlige fordeler som god fysisk og kjemisk stabilitet, bredt optisk transparent vindu (0,4 m ~ 5 m) og stor elektrooptisk koeffisient (33 = 27 pm/V), er litiumniobat også en type krystall med rikelig med råmaterialer og lav pris. Det er mye brukt i høyytelsesfiltre, elektrooptiske enheter, holografisk lagring, 3D-holografisk skjerm, ikke-lineære optiske enheter, optisk kvantekommunikasjon og så videre. Innen optisk kommunikasjon spiller litiumniobat hovedsakelig rollen som lysmodulering, og har blitt det vanlige produktet i dagens høyhastighets elektrooptiske modulatorer (Eo-modulator) markedet.
For tiden finnes det tre hovedteknologier for lysmodulering i bransjen: elektrooptiske modulatorer (Eo-modulator) basert på silisiumlys, indiumfosfid oglitiumniobatmaterialplattformer. Silisiumoptisk modulator brukes hovedsakelig i kortdistanse datakommunikasjons-transceivermoduler, indiumfosfidmodulator brukes hovedsakelig i transceivermoduler for optiske kommunikasjonsnettverk med mellom- og langdistanse, og litiumniobat-elektrooptisk modulator (Eo-modulator) brukes hovedsakelig i langdistanse koherent kommunikasjon i ryggradsnettverk og ultrahøyhastighetsdatasentre med én bølge på 100/200 Gbps. Blant de tre ovennevnte materialplattformene for ultrahøyhastighetsmodulatorer har tynnfilms-litiumniobatmodulatoren som har dukket opp de siste årene, en båndbreddefordel som andre materialer ikke kan matche.
Litiumniobat er en slags uorganisk stoff, kjemisk formelLiNbO3, er en negativ krystall, ferroelektrisk krystall, polarisert litiumniobatkrystall med piezoelektriske, ferroelektriske, fotoelektriske, ikke-lineære optiske, termoelektriske og andre egenskaper ved materialet, samtidig som den har en fotorefraktiv effekt. Litiumniobatkrystall er et av de mest brukte nye uorganiske materialene, det er et godt piezoelektrisk energiutvekslingsmateriale, ferroelektrisk materiale, elektrooptisk materiale, og litiumniobat som et elektrooptisk materiale i optisk kommunikasjon spiller en rolle i lysmodulering.
Litiumniobatmaterialet, kjent som «optisk silisium», bruker den nyeste mikronanoprosessen for å dampe silisiumdioksidlaget (SiO2) på silisiumsubstratet, binde litiumniobatsubstratet ved høy temperatur for å konstruere en kløyvingsflate, og til slutt fjerne litiumniobatfilmen. Den fremstilte tynnfilms-litiumniobatmodulatoren har fordelene med høy ytelse, lav kostnad, liten størrelse, masseproduksjon og kompatibilitet med CMOS-teknologi, og er en konkurransedyktig løsning for høyhastighetsoptisk sammenkobling i fremtiden.
Hvis sentrum for elektronikkrevolusjonen er oppkalt etter silisiummaterialet som gjorde den mulig, kan den fotoniske revolusjonen spores tilbake til materialet litiumniobat, kjent som «optisk silisium». Litiumniobat er et fargeløst, transparent materiale som kombinerer fotorefraktive effekter, ikke-lineære effekter, elektrooptiske effekter, akustooptiske effekter, piezoelektriske effekter og termiske effekter. Mange av egenskapene kan kontrolleres av krystallsammensetning, elementdoping, valenstilstandskontroll og andre faktorer. Det er mye brukt til å fremstille optiske bølgeledere, optiske brytere, piezoelektriske modulatorer,elektrooptisk modulator, andre harmoniske generatorer, laserfrekvensmultiplikatorer og andre produkter. I den optiske kommunikasjonsindustrien er modulatorer et viktig applikasjonsmarked for litiumniobat.
Publisert: 24. oktober 2023