Polarizacijski elektrooptični nadzor se izvaja s femtosekundnim laserskim zapisovanjem in modulacijo tekočih kristalov

Polarizacijska elektrooptikakrmiljenje je realizirano s femtosekundnim laserskim pisanjem in modulacijo tekočih kristalov

Raziskovalci v Nemčiji so razvili novo metodo nadzora optičnega signala s kombinacijo femtosekundnega laserskega pisanja in tekočih kristalovelektrooptična modulacija. Z vgradnjo plasti tekočega kristala v valovod se izvede elektrooptični nadzor stanja polarizacije žarka. Tehnologija odpira povsem nove možnosti za naprave na osnovi čipov in kompleksna fotonska vezja, izdelana s tehnologijo femtosekundnega laserskega pisanja. Raziskovalna skupina je podrobno opisala, kako so naredili nastavljive valovne plošče v valovodih iz taljenega silicija. Ko je na tekoči kristal priključena 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 na dveh različnih vidnih valovnih dolžinah (slika 1).

Združevanje dveh ključnih tehnologij za doseganje inovativnega napredka v 3D fotonskih integriranih napravah
Zaradi zmožnosti femtosekundnih laserjev, da natančno zapišejo valovode globoko v material, ne le na površino, so obetavna tehnologija za povečanje števila valovodov na enem čipu. Tehnologija deluje tako, da laserski žarek visoke intenzivnosti usmeri v prozoren material. Ko svetlobna jakost doseže določeno raven, žarek spremeni lastnosti materiala na točki uporabe, tako kot pero 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 uporabi električno polje. Nato se bo modulirani žarek še naprej širil skozi drugi del valovoda, s čimer bo dosežen 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 prinaša učinek valovoda, na drugi strani pa visoko prilagodljivost tekočega kristala. Ta raziskava odpira nove načine za uporabo lastnosti tekočih kristalov za vdelavo valovodov v celotno prostornino naprav kotmodulatorjizafotonske naprave.

Slika 1 Raziskovalci so v valovode, ustvarjene z neposrednim laserskim pisanjem, vdelali 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 femtosekundni laserski valovodni modulaciji
čepravoptična modulacijav femtosekundnih laserskih zapisovalnih valovodih je bilo prej doseženo predvsem z uporabo lokalnega segrevanja valovodov, v tej študiji je bila polarizacija neposredno nadzorovana z uporabo tekočih kristalov. "Naš pristop ima več možnih prednosti: nižjo porabo energije, sposobnost neodvisne obdelave posameznih valovodov in zmanjšano interferenco med sosednjimi valovodi," ugotavljajo raziskovalci. Da bi preizkusili učinkovitost naprave, je ekipa v valovod vbrizgala laser in modulirala svetlobo s spreminjanjem napetosti, uporabljene na plasti tekočih kristalov. Spremembe polarizacije, opažene na izhodu, so skladne s teoretičnimi pričakovanji. Raziskovalci so tudi ugotovili, da so modulacijske značilnosti tekočega kristala po integraciji tekočega kristala z valovodom ostale nespremenjene. Raziskovalci poudarjajo, da je študija le dokaz koncepta, zato je treba opraviti še veliko dela, preden bo tehnologija lahko uporabljena v praksi. Trenutne naprave na primer modulirajo vse valovode na enak način, zato si ekipa prizadeva doseči neodvisen nadzor vsakega posameznega valovoda.