Avec le développement rapide des réseaux 5G, des services cloud, de la réalité virtuelle et d'autres activités, le trafic réseau croît à un rythme étonnant. En tant que composant essentiel des réseaux de communication optique, les modulateurs électro-optiques sont également confrontés à des exigences de capacité plus élevée et de consommation d'énergie plus faible. Parmi eux, le niobate de lithium (LiNbO3) est devenu le produit dominant sur le marché actuel des modulateurs électro-optiques à haut débit en raison de ses avantages naturels tels que sa bonne stabilité physique et chimique, sa large fenêtre de transparence optique (0,4μm ~ 5μm) et son grand coefficient électro-optique.
Le niobate de lithium est d'une grande importance, similaire à la position du silicium en microélectronique, et est donc appelé le "silicium optique" de l'ère photonique. Le niobate de lithium est un matériau qui intègre l'effet photoréfractif, l'effet non linéaire, l'effet électro-optique, l'effet acousto-optique, l'effet piézoélectrique et l'effet thermoélectrique, et est un matériau fonctionnel optique très important. Il est bien connu pour son effet électro-optique. Les modulateurs électro-optiques au niobate de lithium peuvent convertir les données électroniques en informations photoniques et sont largement utilisés dans les systèmes de communication optique actuels, servant de composant essentiel pour la conversion électro-optique.
Les modulateurs au niobate de lithium sont des dispositifs clés pour la communication longue distance et présentent des avantages inégalés. Ils ont un très faible effet de chirp, une bande passante de modulation élevée, un bon rapport d'extinction et une excellente stabilité des dispositifs, ce qui les rend exceptionnels parmi les dispositifs à haut débit. Par conséquent, ils sont largement utilisés dans les communications longue distance à haut débit et à large bande.
Bien que les modulateurs au niobate de lithium aient joué un rôle clé dans la modulation de transmission des réseaux dorsaux à haut débit pendant des décennies, ils ont rencontré des goulets d'étranglement dans les paramètres clés pour augmenter davantage les débits de transmission, et ils sont relativement grands en taille, ce qui n'est pas propice à l'intégration. La nouvelle génération de technologie de puce de modulateur au niobate de lithium à film mince, grâce aux derniers procédés micro-nano, a produit des modulateurs au niobate de lithium à film mince avec des performances élevées, un faible coût, une petite taille, une capacité de production en série et une compatibilité avec les procédés CMOS. Cette technologie est une solution très compétitive pour les interconnexions optiques à haut débit futures.
Selon la "Feuille de route du développement technologique de l'industrie des dispositifs optoélectroniques en Chine (2018-2022)" publiée par la China Electronic Components Industry Association, actuellement, les puces et dispositifs de communication optique de base nationaux dépendent encore fortement des importations, le taux de production nationale de puces et de dispositifs de communication optique haut de gamme ne dépassant pas 10 %. Il est nécessaire de s'efforcer d'atteindre une part de marché des puces et des dispositifs de modulateur au niobate de lithium supérieure à 5 %-10 % d'ici 2020, de remplacer continuellement les importations, d'élargir la part de marché et d'atteindre une part de marché de plus de 30 % d'ici 2022.
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