دور الطبقة الرقيقة من نيوبات الليثيوم فيمعدِّل كهروضوئي
منذ نشأة هذه الصناعة وحتى اليوم، ازدادت سعة الاتصالات أحادية الألياف بملايين المرات، وتجاوز عدد قليل من الأبحاث المتطورة عشرات الملايين. لعب نيوبات الليثيوم دورًا كبيرًا في قلب صناعتنا. في بدايات اتصالات الألياف الضوئية، كان تعديل الإشارة الضوئية مُضبوطًا مباشرةً على...الليزريُعد هذا النمط من التعديل مقبولاً في تطبيقات النطاق الترددي المنخفض أو المسافات القصيرة. أما في تطبيقات النطاق الترددي العالي والمسافات الطويلة، فسيكون النطاق الترددي غير كافٍ، وستكون قناة الإرسال مكلفة للغاية لتلبية احتياجات تطبيقات المسافات الطويلة.
في وسط اتصالات الألياف الضوئية، يزداد تعديل الإشارة بشكل مطرد لتلبية زيادة سعة الاتصال، ويبدأ نمط تعديل الإشارة الضوئية بالانفصال، وتُستخدم أنماط تعديل مختلفة في الشبكات قصيرة المدى والشبكات الرئيسية طويلة المدى. يُستخدم التعديل المباشر منخفض التكلفة في الشبكات قصيرة المدى، بينما يُستخدم "مُعدِّل كهروضوئي" منفصل في الشبكات الرئيسية طويلة المدى، وهو منفصل عن الليزر.
يستخدم المُعدِّل الكهروضوئي بنية تداخل ماهزندر لتعديل الإشارة. الضوء عبارة عن موجة كهرومغناطيسية، ويتطلب تداخل الموجة الكهرومغناطيسية المستقر تحكمًا ثابتًا في التردد والطور والاستقطاب. غالبًا ما نذكر مصطلحًا يُسمى أهداب التداخل، وهي أهداب مضيئة ومظلمة، فالأهداب المضيئة هي المنطقة التي يزداد فيها التداخل الكهرومغناطيسي، والأهداب المظلمة هي المنطقة التي يُضعف فيها التداخل الكهرومغناطيسي الطاقة. تداخل ماهزندر هو نوع من مقياس التداخل ذو بنية خاصة، ويتم التحكم في تأثير التداخل عن طريق التحكم في طور الشعاع نفسه بعد تقسيمه. بمعنى آخر، يمكن التحكم في نتيجة التداخل عن طريق التحكم في طور التداخل.
نيوبات الليثيوم، هذه المادة تُستخدم في اتصالات الألياف الضوئية، أي أنها تستطيع استخدام مستوى الجهد (الإشارة الكهربائية) للتحكم في طور الضوء، وتحقيق تعديل الإشارة الضوئية، وهو ما يُمثل العلاقة بين المُعدِّل الكهروضوئي ونيوبات الليثيوم. يُسمى هذا المُعدِّل "مُعدِّل كهروضوئي"، والذي يُراعي سلامة الإشارة الكهربائية وجودة تعديلها. تتفوق سعة الإشارة الكهربائية لفوسفيد الإنديوم وفوتونيات السيليكون على سعة نيوبات الليثيوم، بينما سعة الإشارة الضوئية أضعف قليلاً، ولكن يمكن استخدامها أيضًا، مما يُتيح طريقة جديدة لاغتنام فرص السوق.
بالإضافة إلى خصائصهما الكهربائية الممتازة، يتمتع فوسفيد الإنديوم وفوتونيات السيليكون بمزايا التصغير والتكامل التي لا يتمتع بها نيوبات الليثيوم. فوسفيد الإنديوم أصغر من نيوبات الليثيوم ودرجة تكامله أعلى، بينما فوتونات السيليكون أصغر من فوسفيد الإنديوم ودرجة تكامله أعلى. رأس نيوبات الليثيوم كـمعدِّليبلغ طوله ضعف طول فوسفيد الإنديوم، ويمكنه فقط أن يكون معدِّلًا ولا يمكنه دمج وظائف أخرى.
في الوقت الحالي، دخل المُعدِّل الكهروضوئي عصر معدل 100 مليار رمز (128 جيجا بايت = 128 مليار)، وقد عاد نيوبات الليثيوم لينافس بقوة، ويأمل في قيادة هذا العصر قريبًا، حيث دخل سوق معدل 250 مليار رمز. لاستعادة نيوبات الليثيوم مكانته في هذا السوق، من الضروري تحليل ما يمتلكه فوسفيد الإنديوم وفوتونات السيليكون، والذي يفتقر إليه نيوبات الليثيوم. وتتمثل هذه الميزات في: القدرة الكهربائية، والتكامل العالي، والتصغير.
يكمن تغيير نيوبات الليثيوم في ثلاث زوايا، الزاوية الأولى هي كيفية تحسين القدرة الكهربائية، والزاوية الثانية هي كيفية تحسين التكامل، والزاوية الثالثة هي كيفية التصغير. يتطلب حل هذه الزوايا التقنية الثلاث إجراءً واحدًا فقط، وهو ترقيق مادة نيوبات الليثيوم، وإزالة طبقة رقيقة جدًا من مادة نيوبات الليثيوم كدليل موجي بصري، يمكنك إعادة تصميم القطب، وتحسين السعة الكهربائية، وتحسين عرض النطاق الترددي وكفاءة التعديل للإشارة الكهربائية. تحسين القدرة الكهربائية. يمكن أيضًا ربط هذا الفيلم برقاقة السيليكون، لتحقيق التكامل المختلط، نيوبات الليثيوم كمعدِّل، وبقية تكامل فوتون السيليكون، والقدرة على تصغير فوتون السيليكون واضحة للجميع، فيلم نيوبات الليثيوم والتكامل المختلط لضوء السيليكون، وتحسين التكامل، وتحقيق التصغير بشكل طبيعي.
في المستقبل القريب، فإن المُعدِّل الكهروضوئي على وشك الدخول في عصر معدل 200 مليار رمز، والعيب البصري لفوسفيد الإنديوم وفوتونات السيليكون أصبح أكثر وضوحًا، والميزة البصرية لنيوبات الليثيوم أصبحت أكثر وأكثر بروزًا، ويحسن الفيلم الرقيق لنيوبات الليثيوم عيب هذه المادة كمُعدِّل، وتركز الصناعة على "نيوبات الليثيوم الفيلم الرقيق"، أي الفيلم الرقيقمُعدِّل نيوبات الليثيومهذا هو دور نيوبات الليثيوم الغشائي الرقيق في مجال المعدلات الكهروضوئية.
وقت النشر: ٢٢ أكتوبر ٢٠٢٤