Modulator eoSeria: Szybkie, niskonapięciowe, małe urządzenie do sterowania polaryzacją cienkich warstw niobianu litu
Fale świetlne w wolnej przestrzeni (jak również fale elektromagnetyczne o innych częstotliwościach) są falami ścinającymi, a kierunek drgań ich pól elektrycznego i magnetycznego ma różne możliwe orientacje w przekroju poprzecznym prostopadłym do kierunku propagacji, co jest właściwością polaryzacyjną światła. Polaryzacja ma ważną wartość aplikacyjną w dziedzinach koherentnej komunikacji optycznej, detekcji przemysłowej, biomedycyny, teledetekcji Ziemi, nowoczesnego wojska, lotnictwa i oceanu.
W naturze, aby lepiej nawigować, wiele organizmów rozwinęło systemy wzrokowe, które potrafią rozróżniać polaryzację światła. Na przykład pszczoły mają pięć oczu (trzy pojedyncze oczy, dwa złożone oczy), z których każde zawiera 6300 małych oczu, które pomagają pszczołom uzyskać mapę polaryzacji światła we wszystkich kierunkach na niebie. Pszczoła może wykorzystać mapę polaryzacji, aby zlokalizować i dokładnie poprowadzić swój gatunek do kwiatów, które znajdzie. Ludzie nie mają narządów fizjologicznych podobnych do pszczół, aby wyczuwać polaryzację światła i muszą używać sztucznego sprzętu, aby wyczuwać i manipulować polaryzacją światła. Typowym przykładem jest użycie okularów polaryzacyjnych, aby skierować światło z różnych obrazów do lewego i prawego oka w polaryzacji prostopadłej, co jest zasadą filmów 3D w kinie.
Rozwój wysokowydajnych optycznych urządzeń sterujących polaryzacją jest kluczem do rozwoju technologii zastosowań światła spolaryzowanego. Typowe urządzenia sterujące polaryzacją obejmują generator stanu polaryzacji, skrambler, analizator polaryzacji, kontroler polaryzacji itp. W ostatnich latach technologia manipulacji polaryzacją optyczną przyspiesza postęp i głęboko integruje się z wieloma pojawiającymi się obszarami o dużym znaczeniu.
Nabierającykomunikacja optycznana przykład, napędzane zapotrzebowaniem na masową transmisję danych w centrach danych, spójną transmisję na duże odległościoptycznytechnologia komunikacyjna stopniowo rozprzestrzenia się na aplikacje połączeń krótkiego zasięgu, które są bardzo wrażliwe na koszty i zużycie energii, a wykorzystanie technologii manipulacji polaryzacją może skutecznie obniżyć koszty i zużycie energii w systemach koherentnej komunikacji optycznej krótkiego zasięgu. Jednak obecnie kontrola polaryzacji jest realizowana głównie za pomocą dyskretnych komponentów optycznych, co poważnie ogranicza poprawę wydajności i redukcję kosztów. Wraz z szybkim rozwojem technologii integracji optoelektronicznej, integracja i chip są ważnymi trendami w przyszłym rozwoju urządzeń sterujących polaryzacją optyczną.
Jednakże światłowody przygotowane w tradycyjnych kryształach niobianu litu mają wady małego kontrastu współczynnika refrakcji i słabej zdolności wiązania pola optycznego. Z jednej strony rozmiar urządzenia jest duży i trudno jest sprostać potrzebom rozwojowym integracji. Z drugiej strony oddziaływanie elektrooptyczne jest słabe, a napięcie sterujące urządzenia jest wysokie.
W ostatnich latachurządzenia fotonicznemateriały cienkowarstwowe na bazie niobianu litu poczyniły historyczny postęp, osiągając wyższe prędkości i niższe napięcia napędowe niż tradycyjneurządzenia fotoniczne z niobianem litu, więc są preferowane przez przemysł. W ostatnich badaniach, zintegrowany optyczny układ sterowania polaryzacją jest realizowany na cienkowarstwowej platformie integracji fotonicznej z niobianem litu, w tym generator polaryzacji, skrambler, analizator polaryzacji, kontroler polaryzacji i inne główne funkcje. Główne parametry tych układów, takie jak prędkość generowania polaryzacji, współczynnik wygaszenia polaryzacji, prędkość zaburzeń polaryzacji i prędkość pomiaru, ustanowiły nowe światowe rekordy i wykazały doskonałą wydajność przy dużej prędkości, niskich kosztach, bez strat pasożytniczych modulacji i niskim napięciu napędowym. Wyniki badań po raz pierwszy realizują serię wysokowydajnychniobian litucienkowarstwowe urządzenia sterujące polaryzacją optyczną, które składają się z dwóch podstawowych jednostek: 1. Rotacji/rozdzielacza polaryzacji, 2. Interferometru Mach-Zindela (wyjaśnienie >), jak pokazano na rysunku 1.
Czas publikacji: 26-12-2023