Polarizacijska elektrooptikakrmiljenje se izvaja s femtosekundnim laserskim zapisovanjem in modulacijo tekočih kristalov
Raziskovalci v Nemčiji so razvili novo metodo optičnega nadzora signalov z združevanjem femtosekundnega laserskega pisanja in tekočih kristalov.elektrooptična modulacijaZ vgradnjo plasti tekočih kristalov v valovod se doseže elektrooptični nadzor stanja polarizacije žarka. Tehnologija odpira povsem nove možnosti za naprave na osnovi čipov in kompleksna fotonska vezja, izdelana s tehnologijo femtosekundnega laserskega zapisovanja. Raziskovalna skupina je podrobno opisala, kako so izdelali nastavljive valovne plošče v valovodih iz taljenega silicija. Ko se na tekoči kristal priključi napetost, se molekule tekočega kristala vrtijo, kar spremeni stanje polarizacije svetlobe, ki se prenaša v valovodu. V izvedenih poskusih so raziskovalci uspešno popolnoma modulirali polarizacijo svetlobe pri dveh različnih vidnih valovnih dolžinah (slika 1).
Združevanje dveh ključnih tehnologij za doseganje inovativnega napredka v 3D fotonskih integriranih napravah
Zmožnost femtosekundnih laserjev, da natančno rišejo valovode globoko v materialu in ne le na površini, jih dela obetavno tehnologijo za maksimiranje števila valovodov na enem samem čipu. Tehnologija deluje tako, da se visokointenzivni laserski žarek fokusira v prozoren material. Ko intenzivnost svetlobe doseže določeno raven, žarek spremeni lastnosti materiala na mestu uporabe, tako kot pisalo z mikronsko natančnostjo.
Raziskovalna skupina je združila dve osnovni fotonski tehniki za vgradnjo plasti tekočih kristalov v valovod. Ko žarek potuje skozi valovod in skozi tekoči kristal, se faza in polarizacija žarka spremenita, ko se nanj uporabi električno polje. Modulirani žarek se nato še naprej širi skozi drugi del valovoda, s čimer se doseže prenos optičnega signala z modulacijskimi značilnostmi. Ta hibridna tehnologija, ki združuje obe tehnologiji, omogoča prednosti obeh v isti napravi: na eni strani visoko gostoto koncentracije svetlobe, ki jo povzroča učinek valovoda, in na drugi strani visoko prilagodljivost tekočega kristala. Ta raziskava odpira nove načine uporabe lastnosti tekočih kristalov za vgradnjo valovodov v celoten volumen naprav kot ...modulatorjizafotonske naprave.
Slika 1 Raziskovalci so v valovode, ustvarjene z neposrednim laserskim pisanjem, vgradili plasti tekočih kristalov, nastala hibridna naprava pa bi se lahko uporabila za spreminjanje polarizacije svetlobe, ki prehaja skozi valovode.
Uporaba in prednosti tekočih kristalov pri modulaciji femtosekundnega laserskega valovoda
Čepravoptična modulacijaČeprav so v femtosekundnih laserskih valovodih za pisanje prej dosegali predvsem z lokalnim segrevanjem valovodov, je bila v tej študiji polarizacija neposredno nadzorovana z uporabo tekočih kristalov. »Naš pristop ima več potencialnih prednosti: manjšo porabo energije, možnost neodvisne obdelave posameznih valovodov in zmanjšano interferenco med sosednjimi valovodmi,« ugotavljajo raziskovalci. Da bi preizkusili učinkovitost naprave, je ekipa v valovod vbrizgala laser in modulirala svetlobo s spreminjanjem napetosti, ki se uporablja za plast tekočega kristala. Spremembe polarizacije, opažene na izhodu, so skladne s teoretičnimi pričakovanji. Raziskovalci so tudi ugotovili, da po integraciji tekočega kristala z valovodom modulacijske značilnosti tekočega kristala ostanejo nespremenjene. Raziskovalci poudarjajo, da je študija zgolj dokaz koncepta, zato je treba še veliko postoriti, preden se bo tehnologija lahko uporabila v praksi. Na primer, trenutne naprave modulirajo vse valovodove na enak način, zato si ekipa prizadeva doseči neodvisen nadzor nad vsakim posameznim valovodom.
Čas objave: 14. maj 2024