Le niobate de lithium est également connu sous le nom de silicium optique. On dit souvent que « le niobate de lithium est à la communication optique ce que le silicium est aux semi-conducteurs ». L'importance du silicium dans la révolution électronique explique donc l'optimisme de l'industrie quant aux matériaux à base de niobate de lithium.
Le niobate de lithium (LiNbO3) est connu dans l'industrie sous le nom de « silicium optique ». Outre ses avantages intrinsèques tels qu'une bonne stabilité physico-chimique, une large fenêtre de transparence optique (0,4 µm à 5 µm) et un coefficient électro-optique élevé (33 = 27 pm/V), le niobate de lithium est également un cristal dont les matières premières sont abondantes et peu coûteuses. Il est largement utilisé dans les filtres haute performance, les dispositifs électro-optiques, le stockage holographique, l'affichage holographique 3D, les dispositifs optiques non linéaires, les communications quantiques optiques, etc. Dans le domaine des communications optiques, le niobate de lithium joue principalement un rôle de modulation de la lumière et est devenu le composant principal des modulateurs électro-optiques haute vitesse actuels.Modulateur Eo) marché.
Actuellement, l'industrie utilise trois principales technologies de modulation de la lumière : les modulateurs électro-optiques (modulateurs Eo) à base de silicium, de phosphure d'indium et…niobate de lithiumPlateformes de matériaux. Le modulateur optique en silicium est principalement utilisé dans les modules émetteurs-récepteurs de communication de données à courte portée, le modulateur en phosphure d'indium dans les modules émetteurs-récepteurs de réseaux de communication optique à moyenne et longue portée, et le modulateur électro-optique en niobate de lithium (modulateur Eo) dans les réseaux dorsaux à longue portée pour la communication cohérente et les centres de données ultra-rapides 100/200 Gbit/s à onde unique. Parmi ces trois plateformes de matériaux pour modulateurs ultra-rapides, le modulateur en couche mince de niobate de lithium, apparu ces dernières années, présente un avantage en termes de bande passante inégalé.
Le niobate de lithium est une substance inorganique, de formule chimiqueLiNbO3Le niobate de lithium est un cristal négatif, ferroélectrique et polarisé, présentant des propriétés piézoélectriques, ferroélectriques, photoélectriques, d'optique non linéaire et thermoélectriques, ainsi qu'un effet photoréfractif. Ce cristal est l'un des nouveaux matériaux inorganiques les plus utilisés ; c'est un excellent matériau d'échange d'énergie piézoélectrique, ferroélectrique et électro-optique. En communication optique, il joue un rôle dans la modulation de la lumière.
Le niobate de lithium, également appelé « silicium optique », est obtenu par un procédé micro-nano de pointe. Ce procédé consiste à déposer par vaporisation une couche de dioxyde de silicium (SiO₂) sur un substrat de silicium, puis à y fixer le substrat de niobate de lithium à haute température afin de créer une surface de clivage. Enfin, le film de niobate de lithium est détaché. Le modulateur en couche mince de niobate de lithium ainsi obtenu présente des performances élevées, un faible coût, une taille réduite, une production de masse aisée et une compatibilité avec la technologie CMOS. Il constitue une solution compétitive pour les interconnexions optiques à haut débit.
Si le cœur de la révolution électronique doit son nom au silicium qui l'a rendue possible, la révolution photonique doit son existence au niobate de lithium, aussi appelé « silicium optique ». Le niobate de lithium est un matériau transparent et incolore qui combine des effets photoréfractifs, non linéaires, électro-optiques, acousto-optiques, piézoélectriques et thermiques. Nombre de ses propriétés peuvent être contrôlées par la composition cristalline, le dopage, le contrôle de l'état de valence et d'autres facteurs. Il est largement utilisé pour la fabrication de guides d'ondes optiques, de commutateurs optiques, de modulateurs piézoélectriques, etc.modulateur électro-optiqueLe niobate de lithium est utilisé dans de nombreux produits, notamment les générateurs de seconde harmonique et les multiplicateurs de fréquence laser. Dans le secteur des communications optiques, les modulateurs constituent un marché d'application important pour le niobate de lithium.
Date de publication : 24 octobre 2023