மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட் பொருள் மற்றும் மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட் மாடுலேட்டர்

ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தில் மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட்டின் நன்மைகள் மற்றும் முக்கியத்துவம்

மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பம்பெரிய பணிபுரியும் அலைவரிசை, வலுவான இணையான செயலாக்க திறன் மற்றும் குறைந்த பரிமாற்ற இழப்பு ஆகியவற்றின் நன்மைகள் உள்ளன, இது பாரம்பரிய மைக்ரோவேவ் அமைப்பின் தொழில்நுட்ப இடையூறுகளை உடைத்து, ரேடார், மின்னணு போர், தகவல் தொடர்பு மற்றும் அளவீட்டு மற்றும் கட்டுப்பாடு போன்ற இராணுவ மின்னணு தகவல் உபகரணங்களின் செயல்திறனை மேம்படுத்தும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், தனித்துவமான சாதனங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் அமைப்பு பெரிய அளவு, அதிக எடை மற்றும் மோசமான நிலைத்தன்மை போன்ற சில சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளது, இது விண்வெளி மற்றும் வான்வழி தளங்களில் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்துவதை தீவிரமாக கட்டுப்படுத்துகிறது. ஆகையால், ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பம் இராணுவ மின்னணு தகவல் அமைப்பில் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானின் பயன்பாட்டை உடைக்கவும், மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் நன்மைகளுக்கு முழு விளையாட்டை வழங்கவும் ஒரு முக்கியமான ஆதரவாக மாறி வருகிறது.

தற்போது, ​​எஸ்ஐ அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பம் மற்றும் ஐ.என்.பி-அடிப்படையிலான ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பம் ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் துறையில் பல ஆண்டுகளாக வளர்ச்சியின் பின்னர் மேலும் மேலும் முதிர்ச்சியடைந்தன, மேலும் நிறைய தயாரிப்புகள் சந்தையில் வைக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானின் பயன்பாட்டிற்கு, இந்த இரண்டு வகையான ஃபோட்டான் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பங்களில் சில சிக்கல்கள் உள்ளன: எடுத்துக்காட்டாக, எஸ்ஐ மாடுலேட்டர் மற்றும் ஐ.என்.பி மாடுலேட்டரின் நேரியல் அல்லாத மின்-ஆப்டிகல் குணகம் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தால் பின்பற்றப்படும் உயர் நேரியல் மற்றும் பெரிய மாறும் பண்புகளுக்கு முரணானது; எடுத்துக்காட்டாக, வெப்ப-ஆப்டிகல் விளைவு, பைசோ எலக்ட்ரிக் விளைவு அல்லது கேரியர் ஊசி சிதறல் விளைவு ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் ஆப்டிகல் பாதை மாறுதலை உணரும் சிலிக்கான் ஆப்டிகல் சுவிட்ச், மெதுவான மாறுதல் வேகம், மின் நுகர்வு மற்றும் வெப்ப நுகர்வு ஆகியவற்றின் சிக்கல்களைக் கொண்டுள்ளது, இது வேகமான பீம் ஸ்கேனிங் மற்றும் பெரிய வரிசை அளவிலான மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாடுகளை பூர்த்தி செய்ய முடியாது.

லித்தியம் நியோபேட் எப்போதும் அதிவேகத்திற்கான முதல் தேர்வாக உள்ளதுஎலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேஷன்அதன் சிறந்த நேரியல் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் விளைவு காரணமாக பொருட்கள். இருப்பினும், பாரம்பரிய லித்தியம் நியோபேட்மின்-ஒளியியல் மாடுலேட்டர்பிரமாண்டமான லித்தியம் நியோபேட் படிகப் பொருளால் ஆனது, மற்றும் சாதன அளவு மிகப் பெரியது, இது ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியாது. ஒருங்கிணைந்த மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்ப அமைப்பில் நேரியல் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் குணகத்துடன் லித்தியம் நியோபேட் பொருட்களை எவ்வாறு ஒருங்கிணைப்பது என்பது தொடர்புடைய ஆராய்ச்சியாளர்களின் குறிக்கோளாக மாறியுள்ளது. 2018 ஆம் ஆண்டில், யுனைடெட் ஸ்டேட்ஸில் உள்ள ஹார்வர்ட் பல்கலைக்கழகத்தின் ஒரு ஆய்வுக் குழு முதன்முதலில் இயற்கையில் மெல்லிய திரைப்படமான லித்தியம் நியோபேட் அடிப்படையில் ஃபோட்டானிக் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பத்தை அறிவித்தது, ஏனென்றால் தொழில்நுட்பம் உயர் ஒருங்கிணைப்பு, பெரிய எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேஷன் அலைவரிசை மற்றும் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் விளைவின் உயர் நேர்கோட்டுத்தன்மை ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, இது ஒரு முறை தொடங்கப்பட்டால், அது உடனடியாக கல்வி ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் நுண்ணிய ஒருங்கிணைப்பில் உள்ள தொழில்துறை கவனம் செலுத்தியது. மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாட்டின் கண்ணோட்டத்தில், மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியில் மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட்டின் அடிப்படையில் ஃபோட்டான் ஒருங்கிணைப்பு தொழில்நுட்பத்தின் செல்வாக்கையும் முக்கியத்துவத்தையும் இந்த கட்டுரை மதிப்பாய்வு செய்கிறது.

மெல்லிய படம் லித்தியம் நியோபேட் பொருள் மற்றும் மெல்லிய படம்லித்தியம் நியோபேட் மாடுலேட்டர்
சமீபத்திய இரண்டு ஆண்டுகளில், ஒரு புதிய வகை லித்தியம் நியோபேட் பொருள் வெளிவந்துள்ளது, அதாவது, லித்தியம் நியோபேட் திரைப்படம் பிரமாண்டமான லித்தியம் நியோபேட் படிகத்திலிருந்து “அயன் ஸ்லைசிங்” முறையால் வெளியேற்றப்பட்டு, எஸ்ஐ செதில் ஒரு சிலிக்கா இடையக அடுக்குடன் லினோய் (லின்போ 3-ஆன்-இன்சுலேட்டர்) பொருள் [5] ஐ உருவாக்குகிறது. உகந்த உலர் பொறித்தல் செயல்முறையால் 100 க்கும் மேற்பட்ட நானோமீட்டர்களின் உயரத்தைக் கொண்ட ரிட்ஜ் அலை வழிகாட்டிகள் மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட் பொருட்களில் பொறிக்கப்படலாம், மேலும் உருவாகும் அலை வழிகாட்டிகளின் பயனுள்ள ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாடு 0.8 ஐ விட அதிகமாக எட்டக்கூடும் (பாரம்பரிய லித்தியம் நயோபேட் அலைவரிங் டோவ் டோவ் டோவ் டோவ் டோவ் டோவ் டோவ் டோவ் க்ளைஜைடுகளின் ஒளிவிலகல் குறியீட்டு வேறுபாட்டை விட மிக அதிகமாகும்), புள்ளிவிவர 1. மாடுலேட்டரை வடிவமைத்தல். எனவே, குறைந்த அரை-அலை மின்னழுத்தம் மற்றும் பெரிய மாடுலேஷன் அலைவரிசையை குறுகிய நீளத்தில் அடைவது நன்மை பயக்கும்.

குறைந்த இழப்பு லித்தியம் நியோபேட் சப்மிக்ரான் அலை வழிகாட்டியின் தோற்றம் பாரம்பரிய லித்தியம் நியோபேட் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் உயர் ஓட்டுநர் மின்னழுத்தத்தின் தடையை உடைக்கிறது. எலக்ட்ரோடு இடைவெளியை ~ 5 μm ஆகக் குறைக்கலாம், மேலும் மின்சார புலம் மற்றும் ஆப்டிகல் பயன்முறை புலத்திற்கு இடையிலான ஒன்றுடன் ஒன்று பெரிதும் அதிகரிக்கிறது, மேலும் Vπ · l 20 V · CM க்கும் அதிகமாக 2.8 V · CM க்கும் குறைவாக குறைகிறது. எனவே, அதே அரை-அலை மின்னழுத்தத்தின் கீழ், பாரம்பரிய மாடுலேட்டருடன் ஒப்பிடும்போது சாதனத்தின் நீளத்தை வெகுவாகக் குறைக்க முடியும். அதே நேரத்தில், பயண அலை மின்முனையின் அகலம், தடிமன் மற்றும் இடைவெளியின் அளவுருக்களை மேம்படுத்திய பிறகு, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மாடுலேட்டர் 100 ஜிகாஹெர்ட்ஸை விட அதிகமாக அல்ட்ரா-ஹை மாடுலேஷன் அலைவரிசையின் திறனைக் கொண்டிருக்கலாம்.

Fig.1 （A） கணக்கிடப்பட்ட பயன்முறை விநியோகம் மற்றும் L LN அலை வழிகாட்டியின் குறுக்குவெட்டு படம்

Fig.2 （A） அலை வழிகாட்டி மற்றும் மின்முனை அமைப்பு மற்றும் L LN மாடுலேட்டரின் （B） கோர் பிளேட்

பாரம்பரிய லித்தியம் நியோபேட் வணிக மாடுலேட்டர்கள், சிலிக்கான் அடிப்படையிலான மாடுலேட்டர்கள் மற்றும் இண்டியம் பாஸ்பைடு (ஐ.என்.பி) மாடுலேட்டர்கள் மற்றும் தற்போதுள்ள பிற அதிவேக எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேட்டர்களுடன் மெல்லிய திரைப்பட லித்தியம் நியோபேட் மாடுலேட்டர்களின் ஒப்பீடு, ஒப்பீட்டின் முக்கிய அளவுருக்கள் பின்வருமாறு:
.
(2) 3 டி.பி.
(3) மாடுலேஷன் பிராந்தியத்தில் ஆப்டிகல் செருகும் இழப்பு (டி.பி.). மெல்லிய திரைப்படம் லித்தியம் நியோபேட் மாடுலேட்டருக்கு மாடுலேஷன் அலைவரிசை, அரை-அலை மின்னழுத்தம், ஆப்டிகல் இன்டர்போலேஷன் இழப்பு மற்றும் பலவற்றில் வெளிப்படையான நன்மைகள் உள்ளன என்பதை அட்டவணையில் இருந்து காணலாம்.

சிலிக்கான், ஒருங்கிணைந்த ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸின் மூலக்கல்லாக, இதுவரை உருவாக்கப்பட்டுள்ளது, செயல்முறை முதிர்ச்சியடைந்தது, அதன் மினியேட்டரைசேஷன் செயலில்/செயலற்ற சாதனங்களின் பெரிய அளவிலான ஒருங்கிணைப்புக்கு உகந்ததாக உள்ளது, மேலும் அதன் மாடுலேட்டர் ஆப்டிகல் கம்யூனிகேஷன் துறையில் பரவலாகவும் ஆழமாகவும் ஆய்வு செய்யப்பட்டுள்ளது. சிலிக்கானின் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் மாடுலேஷன் பொறிமுறையானது முக்கியமாக கேரியர் சிதைக்கும்-டிப்ளிங்-கேரியர் ஊசி மற்றும் கேரியர் குவிப்பு ஆகும். அவற்றில், மாடுலேட்டரின் அலைவரிசை நேரியல் டிகிரி கேரியர் குறைப்பு பொறிமுறையுடன் உகந்ததாக இருக்கிறது, ஆனால் ஆப்டிகல் புலம் விநியோகம் குறைப்பு பகுதியின் சீரான தன்மையுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று இருப்பதால், இந்த விளைவு நேரியல் அல்லாத இரண்டாம்-வரிசை விலகல் மற்றும் மூன்றாம்-வரிசை இடைக்கணிப்பு சிதைவு சொற்களை அறிமுகப்படுத்தும், இது ஒளியில் கேரியரின் உறிஞ்சுதல் பாதிப்புக்கு வழிவகுக்கும், இது ஆப்டிக்டர் வீக்கத்திற்கு வழிவகுக்கும்.

ஐ.என்.பி மாடுலேட்டர் நிலுவையில் உள்ள எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் விளைவுகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் மல்டி-லேயர் குவாண்டம் கிணறு கட்டமைப்பானது அதி-உயர் வீதம் மற்றும் குறைந்த ஓட்டுநர் மின்னழுத்த மாடுலேட்டர்களை Vπ · L உடன் 0.156V · மிமீ வரை உணர முடியும். இருப்பினும், மின்சார புலத்துடன் ஒளிவிலகல் குறியீட்டின் மாறுபாடு நேரியல் மற்றும் நேரியல் அல்லாத சொற்களை உள்ளடக்கியது, மேலும் மின்சார புல தீவிரத்தின் அதிகரிப்பு இரண்டாவது வரிசை விளைவை முக்கியத்துவம் வாய்ந்ததாக மாற்றும். ஆகையால், சிலிக்கான் மற்றும் ஐ.என்.பி எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டர்கள் வேலை செய்யும் போது பி.என் சந்திப்பை உருவாக்க சார்புகளைப் பயன்படுத்த வேண்டும், மேலும் பி.என் சந்தி உறிஞ்சுதல் இழப்பை ஒளிக்கு கொண்டு வரும். இருப்பினும், இந்த இரண்டின் மாடுலேட்டர் அளவு சிறியது, வணிக ஐ.என்.பி மாடுலேட்டர் அளவு எல்.என் மாடுலேட்டரின் 1/4 ஆகும். உயர் மாடுலேஷன் செயல்திறன், அதிக அடர்த்தி மற்றும் குறுகிய தூர டிஜிட்டல் ஆப்டிகல் டிரான்ஸ்மிஷன் நெட்வொர்க்குகளுக்கு ஏற்றது. லித்தியம் நியோபேட்டின் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் விளைவுக்கு ஒளி உறிஞ்சுதல் பொறிமுறையும் குறைந்த இழப்பும் இல்லை, இது நீண்ட தூர ஒத்திசைவுக்கு ஏற்றதுஒளியியல் தொடர்புபெரிய திறன் மற்றும் அதிக விகிதத்துடன். மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாட்டில், எஸ்ஐ மற்றும் ஐ.என்.பி.யின் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிகல் குணகங்கள் நேரியல் அல்ல, இது மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் அமைப்புக்கு ஏற்றது அல்ல, இது உயர் நேரியல் மற்றும் பெரிய இயக்கவியல் பின்பற்றுகிறது. லித்தியம் நியோபேட் பொருள் மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டான் பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் அதன் முற்றிலும் நேரியல் எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் பண்பேற்றம் குணகம்.