Con il rapido sviluppo delle reti 5G, dei servizi cloud, della realtà virtuale e di altre attività, il traffico di rete sta crescendo a un ritmo sorprendente. Come componente fondamentale delle reti di comunicazione ottica, anche i modulatori elettro-ottici si trovano ad affrontare la richiesta di maggiore capacità e minore consumo energetico. Tra questi, il niobato di litio (LiNbO3) è diventato il prodotto principale nell'attuale mercato dei modulatori elettro-ottici ad alta velocità grazie ai suoi vantaggi naturali come la buona stabilità fisica e chimica, l'ampia finestra di trasparenza ottica (0,4μm ~ 5μm) e l'elevato coefficiente elettro-ottico.
Il niobato di litio è di grande importanza, simile alla posizione del silicio nella microelettronica, ed è quindi chiamato il "silicio ottico" dell'era fotonica. Il niobato di litio è un materiale che integra effetto fotorefrattivo, effetto non lineare, effetto elettro-ottico, effetto acusto-ottico, effetto piezoelettrico ed effetto termoelettrico, ed è un materiale funzionale ottico molto importante. È ben noto per il suo effetto elettro-ottico. I modulatori elettro-ottici al niobato di litio possono convertire i dati elettronici in informazioni fotoniche e sono ampiamente utilizzati negli attuali sistemi di comunicazione ottica, fungendo da componente fondamentale per la conversione elettro-ottica.
I modulatori al niobato di litio sono dispositivi chiave per le comunicazioni a lunga distanza e presentano vantaggi senza pari. Hanno un effetto chirp molto piccolo, un'elevata larghezza di banda di modulazione, un buon rapporto di estinzione e un'eccellente stabilità del dispositivo, che li rende eccezionali tra i dispositivi ad alta velocità. Pertanto, sono ampiamente utilizzati nelle comunicazioni a lunga distanza ad alta velocità e ad alta larghezza di banda.
Sebbene i modulatori al niobato di litio abbiano svolto un ruolo chiave nella modulazione della trasmissione delle reti dorsali ad alta velocità per decenni, hanno incontrato colli di bottiglia nei parametri chiave per un ulteriore aumento delle velocità di trasmissione e sono relativamente grandi, il che non favorisce l'integrazione. La nuova generazione di tecnologia dei chip modulatori al niobato di litio a film sottile, attraverso i più recenti processi micro-nano, ha prodotto modulatori al niobato di litio a film sottile con alte prestazioni, basso costo, dimensioni ridotte, capacità di produzione in serie e compatibilità con i processi CMOS. Questa tecnologia è una soluzione altamente competitiva per le future interconnessioni ottiche ad alta velocità.
Secondo la "Roadmap per lo sviluppo tecnologico dell'industria dei dispositivi optoelettronici in Cina (2018-2022)" emessa dalla China Electronic Components Industry Association, attualmente, i chip e i dispositivi di comunicazione ottica di base nazionali dipendono ancora fortemente dalle importazioni, con il tasso di produzione nazionale di chip e dispositivi di comunicazione ottica di fascia alta che non supera il 10%. È necessario impegnarsi per raggiungere una quota di mercato di chip e dispositivi modulatori al niobato di litio superiore al 5%-10% entro il 2020, sostituire continuamente le importazioni, espandere la quota di mercato e raggiungere una quota di mercato superiore al 30% entro il 2022.
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