Þunn film litíum niobate (ln) ljósnemari

Þunn film litíum niobate (ln) ljósnemari

Lithium niobate (LN) hefur einstaka kristalbyggingu og rík líkamleg áhrif, svo sem ólínuleg áhrif, raf-sjónuáhrif, pyroelectric áhrif og piezoelectric áhrif. Á sama tíma hefur það kosti breiðbands sjóngagnsæisglugga og stöðugleika til langs tíma. Þessi einkenni gera LN að mikilvægum vettvangi fyrir nýja kynslóð samþættra ljósmynda. Í sjóntækjum og optoelectronic kerfum geta einkenni LN veitt ríkar aðgerðir og afköst, stuðlað að þróun sjónsamskipta, sjón -tölvunarfræði og sjónskynjunarsviða. Vegna veikrar frásogs og einangrunareiginleika litíums niobate, stendur samþætt notkun litíum niobate enn við vandamálið við erfiða uppgötvun. Undanfarin ár fela í sér skýrslur á þessu sviði aðallega bylgjuleiðbeiningar sem eru samþættir ljósnemar og heterojunction ljósritunaraðilar.
Bylgjuleiðbeiningin samþætta ljósneminn byggður á litíum niobate er venjulega einbeittur að sjón-samskiptum C-bandinu (1525-1565nm). Hvað varðar virkni, þá gegnir LN aðallega hlutverki leiðsagnarbylgjna, en optoelectronic uppgötvunaraðgerðin treystir aðallega á hálfleiðara eins og kísil, III-V hóp þröngt bandgap hálfleiðara og tvívíddarefni. Í slíkum arkitektúr er ljós sent í gegnum litíum niobate sjónbylgjuleiðbeiningar með lítið tap og frásogast síðan af öðrum hálfleiðara efnum sem byggjast á ljósafræðilegum áhrifum (svo sem ljósleiðni eða ljósmyndaáhrifum) til að auka burðarstyrk og umbreyta því í rafmagnsmerki fyrir framleiðsla. Kostirnir eru háir bandbreidd (~ GHz), lítil rekstrarspenna, smærri og eindrægni við ljóseindaflís samþættingu. Vegna staðbundins aðskilnaðar litíums niobate og hálfleiðara efna, þó að þau gegni hvor sínum eigin aðgerðum, þá gegnir Ln aðeins hlutverki í leiðsögn bylgjna og annarra framúrskarandi erlendra eigna hefur ekki verið vel nýtt. Semiconductor efni gegna aðeins hlutverki í umbreytingum á ljósnemum og skortir viðbótartengingu hvert við annað, sem leiðir til tiltölulega takmarkaðs rekstrarbands. Hvað varðar sérstaka útfærslu, þá tengist ljós frá ljósgjafanum við litíum niobate sjónbylgjuleiðbeiningar verulegt tap og strangar kröfur um ferli. Að auki er erfitt að kvarða raunverulegt sjónkraft ljóssins á hálfleiðara tæki á tengibúnaðinum, sem takmarkar árangur uppgötvunar.
HefðbundinljósnemarNotað til myndgreiningar eru venjulega byggð á hálfleiðara efnum. Þess vegna, fyrir litíum niobate, gera lítið ljós frásogshraði þess og einangrunareiginleikar það án efa ekki hlynnt af vísindamönnum ljósnemans og jafnvel erfiður punktur á þessu sviði. Hins vegar hefur þróun heterojunction tækni undanfarin ár valdið vonum um rannsóknir á litíum niobate byggðum ljósnemum. Önnur efni með sterkt ljós frásog eða framúrskarandi leiðni er hægt að samþætta ólíkan með litíum niobate til að bæta upp galla þess. Á sama tíma framkallaði ósjálfrátt skautun pyroelectric einkenni litíums niobate vegna byggingar anisotropy þess með því að umbreyta í hita við létt geislun og þar með breyta pyroelectric einkenni fyrir sjón -rafeindafræðilega uppgötvun. Þessi hitauppstreymi hefur kosti breiðbands og sjálfs aksturs og er vel bætt við og sameinuð með öðrum efnum. Samstillt nýting hitauppstreymis og ljósræna áhrif hefur opnað nýtt tímabil fyrir litíum niobate byggð ljósnemar, sem gerir tækjum kleift að sameina kosti beggja áhrifa. Og til að bæta upp galla og ná fram viðbótar samþættingu ávinningsins er það rannsóknarnúmer á undanförnum árum. Að auki er nýting jónígræðslu, hljómsveitarverkfræði og gallaverkfræði einnig góður kostur til að leysa erfiðleikana við að greina litíum niobate. Vegna mikils vinnsluerfiðleika litíums niobate, stendur þetta svið frammi fyrir miklum áskorunum eins og litlum samþættingu, myndgreiningartækjum og kerfum og ófullnægjandi afköstum, sem hefur mikið rannsóknargildi og rými.

Mynd 1, með því að nota gallaorkuástandið innan LN bandgapsins sem rafeindagjafa, eru frjálsir hleðslutæki búnir til í leiðslubandinu undir sýnilegri ljós örvun. Í samanburði við fyrri pyroelectric LN ljósnemar, sem voru venjulega takmarkaðir við svörunarhraða um 100Hz, þettaLN ljósnemiEr með hraðari viðbragðshraða allt að 10kHz. Á sama tíma, í þessari vinnu, var sýnt fram á að magnesíumjón dópað LN getur náð ytri ljós mótun með svörun allt að 10kHz. Þessi vinna stuðlar að rannsóknum á afkastamiklum ogHáhraða LN ljósnemarvið smíði að fullu hagnýtum ein-flís samþættum LN ljóseindum flísum.
Í stuttu máli, rannsóknarsviðið íÞunn film litíum niobate ljósnemarhefur mikilvæga vísindalega þýðingu og gríðarlega hagnýta notkunarmöguleika. Í framtíðinni, með þróun tækni og dýpkun rannsókna, munu þunnt kvikmynd litíum niobate (LN) ljósnemar þróast í átt að meiri samþættingu. Að sameina mismunandi samþættingaraðferðir til að ná fram afköstum, skjótum svörum og breiðband þunnt film litíum niobat Ný kynslóð ljóseindarforrits.