يُعرف نيوبات الليثيوم أيضًا باسم السيليكون البصري. هناك مقولة تقول: "نيوبات الليثيوم في الاتصالات البصرية كالسيليكون في أشباه الموصلات". ما أهمية السيليكون في ثورة الإلكترونيات؟ إذًا، ما الذي يجعل الصناعة متفائلة جدًا بشأن مواد نيوبات الليثيوم؟
نيوبات الليثيوم (LiNbO3) يُعرف في الصناعة باسم "السيليكون البصري". بالإضافة إلى مزاياه الطبيعية، مثل الاستقرار الفيزيائي والكيميائي الجيد، ونافذة شفافة بصرية واسعة (0.4 متر إلى 5 أمتار)، ومعامل كهروضوئي كبير (33 = 27 بيكومتر/فولت)، يُعد نيوبات الليثيوم أيضًا نوعًا من البلورات يتميز بوفرة مصادر المواد الخام وانخفاض السعر. يُستخدم على نطاق واسع في المرشحات عالية الأداء، والأجهزة الكهروضوئية، والتخزين الهولوغرافي، والشاشات الهولوغرافية ثلاثية الأبعاد، والأجهزة البصرية غير الخطية، والاتصالات الكمومية البصرية، وغيرها. في مجال الاتصالات البصرية، يلعب نيوبات الليثيوم دورًا رئيسيًا في تعديل الضوء، وأصبح المنتج الرئيسي في أجهزة التعديل الكهروضوئية عالية السرعة الحالية.معدِّل Eo) سوق.
في الوقت الحاضر، هناك ثلاث تقنيات رئيسية لتعديل الضوء في الصناعة: المعدلات الكهروضوئية (Eo Modulator) القائمة على ضوء السيليكون، وفوسفيد الإنديوم ونيوبات الليثيوممنصات المواد. يُستخدم مُعدّل السيليكون الضوئي بشكل رئيسي في وحدات إرسال واستقبال اتصالات البيانات قصيرة المدى، بينما يُستخدم مُعدّل فوسفيد الإنديوم بشكل رئيسي في وحدات إرسال واستقبال شبكات الاتصالات البصرية متوسطة وطويلة المدى، ويُستخدم مُعدّل نيوبات الليثيوم الكهروضوئي (Eo Modulator) بشكل رئيسي في شبكات الاتصالات المتماسكة طويلة المدى، وفي مراكز البيانات فائقة السرعة أحادية الموجة 100/200 جيجابت في الثانية. من بين منصات مواد مُعدّل السرعة الفائقة الثلاث المذكورة أعلاه، يتميز مُعدّل نيوبات الليثيوم ذو الأغشية الرقيقة، والذي ظهر في السنوات الأخيرة، بميزة عرض نطاق ترددي لا تُضاهيها مواد أخرى.
نيوبات الليثيوم هو نوع من المواد غير العضوية، الصيغة الكيميائيةLiNbO3بلورة سالبة، بلورة كهربائية حديدية، بلورة نيوبات الليثيوم المستقطبة، تتميز بخصائص كهرضغطية، وكهربائية حديدية، وكهروضوئية، وبصريات غير خطية، وكهربائية حرارية، بالإضافة إلى خصائص أخرى للمادة، مع تأثير انكسار ضوئي. تُعد بلورة نيوبات الليثيوم من أكثر المواد غير العضوية الجديدة استخدامًا، وهي مادة جيدة لتبادل الطاقة الكهرضغطية، ومادة كهروضوئية، ومادة كهروضوئية. كما أنها مادة كهروضوئية في الاتصالات البصرية، وتلعب دورًا في تعديل الضوء.
مادة نيوبات الليثيوم، المعروفة باسم "السيليكون البصري"، تستخدم أحدث تقنيات النانو الدقيقة لتبخير طبقة ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) على ركيزة السيليكون، وربط ركيزة نيوبات الليثيوم عند درجة حرارة عالية لتشكيل سطح انقسام، وأخيرًا تقشير طبقة نيوبات الليثيوم. يتميز مُعدّل نيوبات الليثيوم الرقيق المُجهّز بمزايا الأداء العالي، والتكلفة المنخفضة، والحجم الصغير، والإنتاج الضخم، والتوافق مع تقنية CMOS، وهو حل تنافسي للربط البصري عالي السرعة في المستقبل.
إذا سُمّي مركز ثورة الإلكترونيات نسبةً إلى مادة السيليكون التي جعلتها ممكنة، فإن ثورة الفوتونيات يُمكن إرجاعها إلى مادة نيوبات الليثيوم، المعروفة باسم "السيليكون البصري". نيوبات الليثيوم مادة شفافة عديمة اللون تجمع بين تأثيرات الانكسار الضوئي، والتأثيرات غير الخطية، والتأثيرات الكهروضوئية، والتأثيرات الصوتية البصرية، والتأثيرات الكهرضغطية، والتأثيرات الحرارية. يُمكن التحكم في العديد من خصائصها من خلال تركيب البلورات، وتطعيم العناصر، والتحكم في حالة التكافؤ، وعوامل أخرى. تُستخدم على نطاق واسع في تحضير الدليل الموجي البصري، والمفاتيح البصرية، والمُعدِّلات الكهرضغطية.معدِّل كهروضوئي، ومولد التوافقيات الثاني، ومضاعف تردد الليزر، ومنتجات أخرى. في صناعة الاتصالات البصرية، تُعدّ المُعدِّلات سوقًا تطبيقيةً مهمةً لنيوبات الليثيوم.
وقت النشر: ٢٤ أكتوبر ٢٠٢٣