Polarizare electro-opticăcontrolul este realizat prin scriere cu laser femtosecundă și modulație cu cristale lichide
Cercetătorii din Germania au dezvoltat o metodă inovatoare de control al semnalului optic prin combinarea scrierii cu laser femtosecundă și a cristalelor lichide.modulație electro-opticăPrin încorporarea unui strat de cristal lichid în ghidul de undă, se realizează controlul electro-optic al stării de polarizare a fasciculului. Tehnologia deschide posibilități complet noi pentru dispozitivele bazate pe cipuri și circuitele fotonice complexe realizate folosind tehnologia de scriere cu laser femtosecundă. Echipa de cercetare a detaliat modul în care a realizat plăci de undă reglabile în ghiduri de undă din siliciu topit. Atunci când se aplică o tensiune cristalului lichid, moleculele de cristal lichid se rotesc, ceea ce modifică starea de polarizare a luminii transmise în ghidul de undă. În experimentele efectuate, cercetătorii au modulat complet cu succes polarizarea luminii la două lungimi de undă vizibile diferite (Figura 1).
Combinând două tehnologii cheie pentru a realiza progrese inovatoare în domeniul dispozitivelor integrate fotonice 3D
Capacitatea laserelor femtosecunde de a scrie cu precizie ghiduri de undă în adâncul materialului, și nu doar la suprafață, le face o tehnologie promițătoare pentru maximizarea numărului de ghiduri de undă pe un singur cip. Tehnologia funcționează prin focalizarea unui fascicul laser de mare intensitate în interiorul unui material transparent. Când intensitatea luminii atinge un anumit nivel, fasciculul modifică proprietățile materialului în punctul său de aplicare, la fel ca un stilou cu precizie de ordinul micronilor.
Echipa de cercetare a combinat două tehnici fotonice de bază pentru a încorpora un strat de cristale lichide în ghidul de undă. Pe măsură ce fasciculul trece prin ghidul de undă și prin cristalul lichid, faza și polarizarea fasciculului se schimbă odată cu aplicarea unui câmp electric. Ulterior, fasciculul modulat va continua să se propage prin a doua parte a ghidului de undă, realizând astfel transmiterea semnalului optic cu caracteristici de modulație. Această tehnologie hibridă care combină cele două tehnologii permite avantajele ambelor în același dispozitiv: pe de o parte, densitatea mare a concentrației de lumină produsă de efectul ghidului de undă și, pe de altă parte, ajustabilitatea ridicată a cristalului lichid. Această cercetare deschide noi modalități de utilizare a proprietăților cristalelor lichide pentru a încorpora ghiduri de undă în volumul total al dispozitivelor.modulatoripentrudispozitive fotonice.
Figura 1 Cercetătorii au încorporat straturi de cristale lichide în ghiduri de undă create prin scriere directă cu laser, iar dispozitivul hibrid rezultat ar putea fi utilizat pentru a schimba polarizarea luminii care trece prin ghidurile de undă.
Aplicarea și avantajele cristalelor lichide în modularea ghidului de undă laser femtosecundă
Deşimodulație opticăÎn ghidurile de undă cu laser femtosecundă, scrierea ghidurilor de undă se realiza anterior în principal prin aplicarea încălzirii locale pe ghidurile de undă, în acest studiu, polarizarea a fost controlată direct prin utilizarea cristalelor lichide. „Abordarea noastră are mai multe avantaje potențiale: consum redus de energie, capacitatea de a procesa ghiduri de undă individuale independent și interferențe reduse între ghidurile de undă adiacente”, notează cercetătorii. Pentru a testa eficacitatea dispozitivului, echipa a injectat un laser în ghidul de undă și a modulat lumina prin variația tensiunii aplicate stratului de cristal lichid. Modificările de polarizare observate la ieșire sunt în concordanță cu așteptările teoretice. Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că, după ce cristalul lichid a fost integrat cu ghidul de undă, caracteristicile de modulație ale cristalului lichid au rămas neschimbate. Cercetătorii subliniază că studiul este doar o demonstrație a conceptului, așa că mai sunt multe de făcut înainte ca tehnologia să poată fi utilizată în practică. De exemplu, dispozitivele actuale modulează toate ghidurile de undă în același mod, astfel încât echipa lucrează pentru a obține un control independent al fiecărui ghid de undă individual.
Data publicării: 14 mai 2024