Y9T226 薄膜铌酸锂降低DC漂移的缓冲层
最近在把一些光芯片做个分类，这周末又对激光器章节做了大幅度调整，薄膜铌酸锂这个材料，既用在光纤通信的高速相干模块的IQ调制器，又有一些机构把薄膜铌酸锂用在外腔激光器的的一部分外腔，用于实现激光雷达FMCW的线性扫频，这两大类的应用场景，本质是一样的，就是利用铌酸锂的泡克尔斯效应，来实现光学折射率调整，控制相位，并且都需要考虑铌酸锂调制器直流偏置漂移量。
通过优化缓冲层，可以降低DC漂移，以前写过氧化铟，氧化锡，氧化铟锡，氧化铟钛等。
这些材料，配合硅光集成，也用于调制器的小型化设计。
MZ调制器也好，FMCW激光雷达的光源也好，本质都是调相位。而且都是可以通过调整折射率来实现相位的控制。
缩短电极的间距d，可以降低总的调制长度L，实现大带宽或小尺寸。半导体InP调制器也好，半导体的硅光调制器也好，他们的电极距离很近，而体材料的铌酸锂由于光场直径很大，不得已让电极距离很长，导致早期的铌酸锂调制器也很长。
后来通过铌酸锂覆盖低折射率材料做包层，将光场直径压缩一个数量级，从~10μm直径压缩到~1μm附近。
这就是薄膜铌酸锂的由来
比铌酸锂折射率低的材料，最常见的就是氧化硅，可氧化硅附带了一种电学特性，它是个绝缘体，会在电极-氧化物-铌酸锂之间寄生一个电容，产生了直流漂移不利因素。
如果，让电极下方避开氧化硅，也可以，比如在之前的合集里清华大学和华中科技大学的分析。DC漂移降低了，带来的劣势就是金属电极自己有光学吸收，插入损耗增大。
因为氧化硅，我们主要用它的低折射率光学特性，那么选择导电氧化物，既有光学特性可压缩光斑，又没有绝缘特性的寄生电容。
氧化铟，或者氧化铟中掺入钛或锡的固溶物，本质上都可以实现其导电特性。
二者需要控制的是，避免非晶态，采用晶态才有较小的吸收损耗以及较强的导电能力。
从非晶到晶态，主要是通过热处理完成的。在高温状态，原子具有动能，可以产生很好的结晶体，原子之间产生稳定的“键合”力
其次是要控制含氧量，也就是沉积薄膜时，不能在空气中完成，这样含氧量太高。
也不能完全在咱们传统的纯氮气的手套箱内制作，比如【2023-8-12】光学器件封装，是用的无氧环境的纯氮气操作空间。
制作低DC漂移的缓冲层，需要在一定氧气配比的氮气氛围中制作，控制好氧气比例，才能获得更好的低光学损耗和低的电学偏置漂移量。
这周末激光器的议题，与年初规划早期想法，做了很大调整。把探测器和调制器归拢到模块章节，把激光器内容量做了补充和丰富，也增加了通信和激光雷达两个领域的比对关系。可详询我同事18140517646
