Modulator eoSeria: Szybkie, niskonapięciowe, małe urządzenie sterujące polaryzacją cienkich warstw niobianu litu
Fale świetlne w wolnej przestrzeni (podobnie jak fale elektromagnetyczne o innych częstotliwościach) są falami ścinającymi, a kierunek drgań ich pól elektrycznego i magnetycznego może mieć różne możliwe orientacje w przekroju poprzecznym, prostopadłym do kierunku propagacji, co jest właściwością polaryzacyjną światła. Polaryzacja ma istotne znaczenie w dziedzinach koherentnej komunikacji optycznej, detekcji przemysłowej, biomedycyny, teledetekcji Ziemi, nowoczesnego wojska, lotnictwa i oceanografii.
W naturze, aby lepiej nawigować, wiele organizmów wykształciło systemy wzrokowe, które potrafią rozróżniać polaryzację światła. Na przykład pszczoły mają pięć oczu (trzy pojedyncze, dwoje oczu złożonych), z których każde zawiera 6300 małych oczu, które pomagają im uzyskać mapę polaryzacji światła we wszystkich kierunkach na niebie. Pszczoła może wykorzystać mapę polaryzacji do zlokalizowania i precyzyjnego naprowadzenia przedstawicieli swojego gatunku na znalezione kwiaty. Ludzie nie posiadają narządów fizjologicznych, takich jak pszczoły, które mogłyby wyczuwać polaryzację światła i muszą korzystać ze sztucznych urządzeń do wykrywania i manipulowania polaryzacją światła. Typowym przykładem jest użycie okularów polaryzacyjnych do kierowania światła z różnych obrazów do lewego i prawego oka w polaryzacji prostopadłej, co jest zasadą filmów 3D w kinach.
Rozwój wysokowydajnych urządzeń do kontroli polaryzacji optycznej jest kluczem do rozwoju technologii zastosowań światła spolaryzowanego. Typowe urządzenia do kontroli polaryzacji 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 nowymi, istotnymi obszarami.
Nabierającykomunikacja optycznana przykład, napędzane zapotrzebowaniem na masową transmisję danych w centrach danych, spójną transmisję na duże odległościoptycznyTechnologia komunikacyjna stopniowo rozprzestrzenia się w aplikacjach połączeń krótkiego zasięgu, które są bardzo wrażliwe na koszty i zużycie energii, a zastosowanie 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 elementów optycznych, co poważnie ogranicza poprawę wydajności i redukcję kosztów. Wraz z szybkim rozwojem technologii integracji optoelektronicznej, integracja i układy scalone są ważnymi trendami w przyszłym rozwoju urządzeń do kontroli polaryzacji optycznej.
Jednak światłowody wykonane z tradycyjnych kryształów niobianu litu mają wady w postaci niskiego kontrastu współczynnika załamania światła i słabej zdolności wiązania pola optycznego. Z jednej strony, rozmiar urządzenia jest duży, co utrudnia spełnienie wymagań rozwojowych w zakresie integracji. Z drugiej strony, oddziaływanie elektrooptyczne jest słabe, a napięcie sterujące urządzeniem 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, dlatego cieszą się one uznaniem przemysłu. W najnowszych badaniach, zintegrowany układ kontroli polaryzacji optycznej został zrealizowany na cienkowarstwowej platformie integracji fotonicznej z niobianem litu, obejmującej generator polaryzacji, skrambler, analizator polaryzacji, kontroler polaryzacji i inne główne funkcje. Główne parametry tych układów, takie jak szybkość generowania polaryzacji, współczynnik ekstynkcji polaryzacji, szybkość zaburzeń polaryzacji i szybkość pomiaru, ustanowiły nowe światowe rekordy i wykazały doskonałą wydajność w zakresie dużej prędkości, niskich kosztów, braku strat modulacji pasożytniczej i niskiego napięcia sterowania. Wyniki badań po raz pierwszy realizują serię wysokowydajnych rozwiązań.niobian litucienkowarstwowe urządzenia sterujące polaryzacją optyczną, które składają się z dwóch podstawowych jednostek: 1. Rotatora/rozdzielacza polaryzacji, 2. Interferometru Mach-Zindla (wyjaśnienie >), jak pokazano na rysunku 1.
Czas publikacji: 26-12-2023