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LiNbO3 调制器

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  展开全部在外加电场的作用下,晶体的折射率光吸收和光散射特性发生了变化,由此而产生的效应称为电光效应.当晶体折射率的改变与所加电场成正比时,即电场的一次项 ,这种电光效应称为线性电光效应,由Pokels于 1893年发现,也称为Pokels效应,一般发生于无对称中心晶体中,该效应是电光调制的基础。当晶体折射率的改变与所加电场强度的平方成正比时,即电场的二次项 ,这种电光效应由Kerr在 1875年发现,称为二次电光效应或称为Kerr电光效应,二次电光效应存在于一切晶体中。对LiNbO3晶体来说,线性电光效应比二次电光效应显著的多,因此调制器主要利用其线性电光效应进行调制。

  铌酸锂电光调制器的工作原理简单的描述为,当晶体特定方向施加电场作用时,由于电光效应导致晶体折射率的改变,继而引起晶体中传输光波的额外相位变化,从而达到调制光波的目的。

  常见的电光强度调制器是马赫-曾德尔(MZ)调制器,光波在光波导中传输至第一个3dB耦合器处,光波被分成相等的两路,光波在每个支路路分别通过光波导传送至第二个3dB耦合器处,两列波最后相干叠加。

  铌酸锂(LiNbO3)晶体是重要的光电材料,是集成光学、非线性光学、光电子元器件等领域中应用最广泛,最重要的基片材料之一。目前,铌酸锂晶体被广泛应用在声表面波、电光调制、激光调Q、光陀螺、光参量振荡、光参量放大、光全息存储等器件中,这些器件在手机、电视机、光通讯、激光测距、电场探测器等以及军工技术中发挥着重要的作用。

  现在最先进的铌酸锂单晶薄膜晶格结构为单晶,完全保持体材料优秀物理性质,直径为3英寸,上层铌酸锂单晶薄膜厚度为0.3-0.7微米,中层是1微米厚二氧化硅(SiO2), 最下面是0.5毫米厚铌酸锂晶片衬底。作为产业链的基础材料,主要应用于以下几个领域:

  1、光纤通讯,例如波导调制器等。用此薄膜材料生产的器件与传统产品相比体积可缩小百万倍以上,集成度大幅提高,响应频带宽,功耗低,性能更加稳定,制造成本降低。

  2、电子学器件,比如高质量滤波器,延迟线、信息存储领域,可实现高密度信息存储,一片3英寸薄膜的信息存储容量为70T(相当于10万张CD)。

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