บทบาทของฟิล์มบางของลิเธียมไนโอเบตในตัวปรับสัญญาณอิเล็กโทรออปติก
ตั้งแต่เริ่มต้นอุตสาหกรรมจนถึงปัจจุบัน ความสามารถในการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงได้เพิ่มขึ้นหลายล้านเท่า และงานวิจัยล้ำสมัยเพียงไม่กี่ชิ้นก็พัฒนาไปได้หลายสิบล้านเท่า ลิเธียมไนโอเบตมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมของเรา ในช่วงแรกของการสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสง การปรับสัญญาณแสงจะทำโดยตรงบนเลเซอร์โหมดการมอดูเลชั่นนี้เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีแบนด์วิดท์ต่ำหรือระยะทางสั้น สำหรับการมอดูเลชั่นความเร็วสูงและการใช้งานระยะทางไกล จะมีแบนด์วิดท์ไม่เพียงพอ และช่องทางการส่งสัญญาณมีราคาแพงเกินไปที่จะตอบสนองความต้องการในการใช้งานระยะทางไกลได้
ในปัจจุบัน การสื่อสารด้วยใยแก้วนำแสงมีการพัฒนาด้านการปรับสัญญาณที่รวดเร็วขึ้นเรื่อยๆ เพื่อให้สอดคล้องกับความจุในการสื่อสารที่เพิ่มขึ้น และโหมดการปรับสัญญาณแสงเริ่มแยกออก โดยใช้โหมดการปรับสัญญาณที่แตกต่างกันในเครือข่ายระยะสั้นและเครือข่ายระยะไกล การปรับสัญญาณโดยตรงที่มีต้นทุนต่ำจะใช้ในเครือข่ายระยะสั้น และจะใช้ "ตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าแสง" แยกต่างหากจากเลเซอร์ในเครือข่ายระยะไกล
ตัวปรับสัญญาณแสงไฟฟ้าใช้โครงสร้างการรบกวนแบบมาเซนเดอร์ในการปรับสัญญาณ แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การรบกวนของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่เสถียรนั้นต้องการความถี่ เฟส และโพลาไรเซชันที่ควบคุมได้อย่างเสถียร เรามักพูดถึงคำว่า "แถบการรบกวน" ซึ่งได้แก่ แถบสว่างและแถบมืด บริเวณสว่างคือบริเวณที่การรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าเพิ่มขึ้น บริเวณมืดคือบริเวณที่พลังงานของการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าลดลง การรบกวนแบบมาเซนเดอร์เป็นอินเตอร์เฟอโรเมตรชนิดหนึ่งที่มีโครงสร้างพิเศษ ซึ่งเป็นผลของการรบกวนที่ควบคุมได้โดยการควบคุมเฟสของลำแสงเดียวกันหลังจากแยกออกเป็นสองส่วน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ผลลัพธ์ของการรบกวนสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมเฟสของการรบกวน
ลิเธียมไนโอเบต วัสดุนี้ใช้ในระบบสื่อสารใยแก้วนำแสง กล่าวคือ สามารถใช้ระดับแรงดันไฟฟ้า (สัญญาณไฟฟ้า) ในการควบคุมเฟสของแสง เพื่อให้ได้การมอดูเลตสัญญาณแสง ซึ่งเป็นความสัมพันธ์ระหว่างตัวมอดูเลตไฟฟ้าเชิงแสงและลิเธียมไนโอเบต ตัวมอดูเลตของเราเรียกว่าตัวมอดูเลตไฟฟ้าเชิงแสง ซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาทั้งความสมบูรณ์ของสัญญาณไฟฟ้าและคุณภาพการมอดูเลตของสัญญาณแสง ความสามารถในการรับส่งสัญญาณไฟฟ้าของอินเดียมฟอสไฟด์และซิลิคอนโฟโตนิกส์ดีกว่าลิเธียมไนโอเบต และความสามารถในการรับส่งสัญญาณแสงนั้นอ่อนกว่าเล็กน้อยแต่ก็สามารถใช้งานได้ ซึ่งเป็นการสร้างช่องทางใหม่ในการคว้าโอกาสทางการตลาด
นอกจากคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมแล้ว อินเดียมฟอสไฟด์และซิลิคอนโฟโตนิกส์ยังมีข้อดีในด้านการย่อส่วนและการรวมวงจรที่ลิเธียมไนโอเบตไม่มี อินเดียมฟอสไฟด์มีขนาดเล็กกว่าลิเธียมไนโอเบตและมีระดับการรวมวงจรที่สูงกว่า ในขณะที่ซิลิคอนโฟโตนิกส์มีขนาดเล็กกว่าอินเดียมฟอสไฟด์และมีระดับการรวมวงจรที่สูงกว่า ส่วนหัวของลิเธียมไนโอเบตนั้น...ตัวปรับสัญญาณมีความยาวเป็นสองเท่าของอินเดียมฟอสไฟด์ และสามารถทำหน้าที่เป็นเพียงตัวปรับแต่งเท่านั้น ไม่สามารถรวมฟังก์ชันอื่นๆ ได้
ในปัจจุบัน ตัวปรับสัญญาณแสงไฟฟ้าได้เข้าสู่ยุคอัตราสัญลักษณ์ 100 พันล้าน (128G คือ 128 พันล้าน) และลิเธียมไนโอเบตก็ได้กลับมาแข่งขันอีกครั้ง โดยหวังว่าจะก้าวขึ้นมาเป็นผู้นำในยุคนี้ในอนาคตอันใกล้ ด้วยการก้าวขึ้นสู่ตลาดอัตราสัญลักษณ์ 250 พันล้าน เพื่อให้ลิเธียมไนโอเบตสามารถกลับมาครองตลาดนี้ได้ จำเป็นต้องวิเคราะห์สิ่งที่อินเดียมฟอสไฟด์และซิลิคอนโฟตอนมีแต่ลิเธียมไนโอเบตไม่มี นั่นคือ ความสามารถทางไฟฟ้า การรวมวงจรสูง และการย่อส่วน
การพัฒนาลิเธียมไนโอเบตนั้นครอบคลุมสามด้าน ด้านแรกคือการปรับปรุงความสามารถทางไฟฟ้า ด้านที่สองคือการปรับปรุงการรวมวงจร และด้านที่สามคือการลดขนาด วิธีแก้ปัญหาทั้งสามด้านนี้ต้องใช้เพียงวิธีเดียว นั่นคือการสร้างฟิล์มบางของวัสดุลิเธียมไนโอเบต โดยใช้ชั้นลิเธียมไนโอเบตที่บางมากเป็นตัวนำแสง วิธีนี้จะช่วยออกแบบขั้วไฟฟ้าใหม่ ปรับปรุงความสามารถทางไฟฟ้า ปรับปรุงแบนด์วิดท์ และประสิทธิภาพการปรับสัญญาณไฟฟ้า ฟิล์มนี้ยังสามารถติดเข้ากับแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนเพื่อให้เกิดการรวมวงจรแบบผสมผสาน โดยใช้ลิเธียมไนโอเบตเป็นตัวปรับสัญญาณ และส่วนที่เหลือเป็นการรวมสัญญาณแสงซิลิคอน ความสามารถในการลดขนาดของซิลิคอนนั้นชัดเจน การรวมฟิล์มลิเธียมไนโอเบตและแสงซิลิคอนแบบผสมผสานจะช่วยปรับปรุงการรวมวงจร และลดขนาดลงได้โดยธรรมชาติ
ในอนาคตอันใกล้ ตัวปรับสัญญาณแสงไฟฟ้ากำลังจะเข้าสู่ยุคอัตราสัญลักษณ์ 200 พันล้านครั้ง ข้อเสียทางแสงของอินเดียมฟอสไฟด์และซิลิคอนโฟตอนเริ่มชัดเจนมากขึ้นเรื่อยๆ ในขณะที่ข้อดีทางแสงของลิเธียมไนโอเบตเริ่มโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ และฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบตได้ปรับปรุงข้อเสียของวัสดุนี้ในฐานะตัวปรับสัญญาณ และอุตสาหกรรมกำลังให้ความสนใจกับ “ฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบต” นี้ นั่นคือ ฟิล์มบางตัวปรับแต่งลิเธียมไนโอเบตนี่คือบทบาทของฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบตในด้านตัวปรับสัญญาณไฟฟ้าเชิงแสง
วันที่โพสต์: 22 ตุลาคม 2567