Polarizačná elektrooptickáRiadenie je realizované femtosekundovým laserovým zápisom a moduláciou tekutých kryštálov
Nemeckí výskumníci vyvinuli novú metódu optického riadenia signálu kombináciou femtosekundového laserového zápisu a tekutých kryštálov.elektrooptická moduláciaVložením vrstvy tekutých kryštálov do vlnovodu sa realizuje elektrooptické riadenie stavu polarizácie lúča. Táto technológia otvára úplne nové možnosti pre zariadenia založené na čipoch a komplexné fotonické obvody vyrobené pomocou technológie femtosekundového laserového zápisu. Výskumný tím podrobne opísal, ako vyrobil laditeľné vlnové platne v tavených kremíkových vlnovodoch. Keď sa na tekutý kryštál aplikuje napätie, molekuly tekutého kryštálu sa otáčajú, čo mení stav polarizácie svetla prenášaného vlnovodom. V vykonaných experimentoch sa výskumníkom úspešne podarilo úplne modulovať polarizáciu svetla na dvoch rôznych viditeľných vlnových dĺžkach (obrázok 1).
Kombinácia dvoch kľúčových technológií na dosiahnutie inovatívneho pokroku v oblasti 3D fotonických integrovaných zariadení
Schopnosť femtosekundových laserov presne zapisovať vlnovody hlboko vo vnútri materiálu, a nie len na jeho povrch, z nich robí sľubnú technológiu na maximalizáciu počtu vlnovodov na jednom čipe. Technológia funguje tak, že sa laserový lúč s vysokou intenzitou zaostruje do priehľadného materiálu. Keď intenzita svetla dosiahne určitú úroveň, lúč zmení vlastnosti materiálu v mieste jeho pôsobenia, rovnako ako pero s mikrónovou presnosťou.
Výskumný tím skombinoval dve základné fotónové techniky na zabudovanie vrstvy tekutých kryštálov do vlnovodu. Ako lúč prechádza vlnovodom a tekutým kryštálom, fáza a polarizácia lúča sa po aplikácii elektrického poľa zmenia. Následne sa modulovaný lúč bude ďalej šíriť druhou časťou vlnovodu, čím sa dosiahne prenos optického signálu s modulačnými charakteristikami. Táto hybridná technológia kombinujúca tieto dve technológie umožňuje výhody oboch v jednom zariadení: na jednej strane vysokú hustotu koncentrácie svetla spôsobenú efektom vlnovodu a na druhej strane vysokú nastaviteľnosť tekutého kryštálu. Tento výskum otvára nové spôsoby využitia vlastností tekutých kryštálov na zabudovanie vlnovodov do celkového objemu zariadení ako...modulátoryprefotonické zariadenia.
Obrázok 1 Výskumníci vložili vrstvy tekutých kryštálov do vlnovodov vytvorených priamym laserovým zápisom a výsledné hybridné zariadenie by sa mohlo použiť na zmenu polarizácie svetla prechádzajúceho vlnovodmi.
Aplikácia a výhody tekutých kryštálov v modulácii femtosekundového laserového vlnovodu
Hocioptická moduláciaVo vlnovodoch s femtosekundovým laserovým zápisom sa predtým dosahovalo predovšetkým lokálnym ohrevom vlnovodov, v tejto štúdii bola polarizácia priamo riadená pomocou tekutých kryštálov. „Náš prístup má niekoľko potenciálnych výhod: nižšiu spotrebu energie, schopnosť spracovávať jednotlivé vlnovody nezávisle a znížené rušenie medzi susednými vlnovodmi,“ poznamenávajú vedci. Na overenie účinnosti zariadenia tím vstrekol laser do vlnovodu a moduloval svetlo zmenou napätia aplikovaného na vrstvu tekutých kryštálov. Zmeny polarizácie pozorované na výstupe sú v súlade s teoretickými očakávaniami. Vedci tiež zistili, že po integrácii tekutého kryštálu s vlnovodom zostali modulačné charakteristiky tekutého kryštálu nezmenené. Vedci zdôrazňujú, že štúdia je iba dôkazom konceptu, takže predtým, ako sa technológia bude môcť použiť v praxi, je potrebné vykonať ešte veľa práce. Napríklad súčasné zariadenia modulujú všetky vlnovody rovnakým spôsobom, takže tím pracuje na dosiahnutí nezávislého riadenia každého jednotlivého vlnovodu.
Čas uverejnenia: 14. mája 2024