Modulator ESeria: Szybkie, niskonapięciowe, małe, cienkowarstwowe urządzenie kontrolujące polaryzację niobianu litu
Fale świetlne w wolnej przestrzeni (a także fale elektromagnetyczne o innych częstotliwościach) są falami poprzecznymi, a kierunek drgań jej pól elektrycznych i magnetycznych ma różne możliwe orientacje w przekroju poprzecznym prostopadłym do kierunku propagacji, co jest właściwością polaryzacji światła.Polaryzacja ma ważną wartość aplikacyjną w obszarach spójnej komunikacji optycznej, detekcji przemysłowej, biomedycyny, teledetekcji Ziemi, nowoczesnej armii, lotnictwie i oceanach.
W naturze, aby lepiej się poruszać, wiele organizmów wyewoluowało systemy wizualne, które potrafią rozróżnić polaryzację światła.Na przykład pszczoły mają pięcioro oczu (trzy pojedyncze i dwa złożone), z których każde zawiera 6300 małych oczu, które pomagają pszczołom uzyskać mapę polaryzacji światła we wszystkich kierunkach na niebie.Pszczoła może wykorzystać mapę polaryzacyjną do zlokalizowania i dokładnego naprowadzenia własnego gatunku na znalezione kwiaty.Istoty ludzkie nie mają narządów fizjologicznych podobnych do pszczół, które umożliwiałyby wykrywanie polaryzacji światła i muszą używać sztucznego sprzętu do wykrywania polaryzacji światła i manipulowania nią.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 kinie.
Rozwój wysokowydajnych urządzeń do kontroli polaryzacji optycznej jest kluczem do opracowania technologii stosowania światła spolaryzowanego.Typowe urządzenia do kontroli polaryzacji obejmują generator stanu polaryzacji, szyfrator, analizator polaryzacji, kontroler polaryzacji itp. W ostatnich latach technologia manipulacji polaryzacją optyczną przyspiesza postęp i głęboko integruje się z wieloma pojawiającymi się obszarami o wielkim znaczeniu.
Nabierającykomunikacja optycznana przykład napędzany zapotrzebowaniem na masową transmisję danych w centrach danych, spójną na duże odległościoptycznytechnologia komunikacyjna stopniowo rozprzestrzenia się na zastosowania połączeń wzajemnych krótkiego zasięgu, które są bardzo wrażliwe na koszty i zużycie energii, a zastosowanie technologii manipulacji polaryzacją może skutecznie zmniejszyć koszty i zużycie energii przez spójne systemy komunikacji optycznej krótkiego zasięgu.Jednak obecnie kontrola polaryzacji realizowana jest głównie za pomocą dyskretnych elementów optycznych, co poważnie ogranicza poprawę wydajności i redukcję kosztów.Wraz z szybkim rozwojem technologii integracji optoelektronicznej, integracja i chip stanowią ważne trendy w przyszłym rozwoju urządzeń kontrolujących polaryzację optyczną.
Jednakże światłowody wykonane z tradycyjnych kryształów niobianu litu mają wady w postaci małego kontrastu współczynnika załamania światła 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 latach,urządzenia fotoniczneoparte na cienkowarstwowych materiałach niobianu litu poczyniły historyczne postępy, osiągając wyższe prędkości i niższe napięcia sterujące niż tradycyjneurządzenia fotoniczne z niobianu litu, dlatego są faworyzowani przez branżę.W ostatnich badaniach zintegrowany układ kontroli polaryzacji optycznej jest realizowany na platformie integracji fotonów cienkowarstwowych z niobianu litu, obejmującej generator polaryzacji, skrambler, analizator polaryzacji, kontroler polaryzacji i inne główne funkcje.Główne parametry tych chipów, takie jak prędkość generowania polaryzacji, współczynnik ekstynkcji polaryzacji, prędkość zaburzeń polaryzacji i prędkość pomiaru, ustanowiły nowe rekordy świata i wykazały doskonałą wydajność przy dużej prędkości, niskim koszcie, braku pasożytniczych strat modulacji i niskim napięcie napędu.Wyniki badań po raz pierwszy potwierdzają szereg wysokiej wydajnościniobonian litucienkowarstwowe optyczne urządzenia kontrolujące polaryzację, które składają się z dwóch podstawowych jednostek: 1. Rotacja/rozdzielacz polaryzacji, 2. Interferometr Macha-Zindla (objaśnienie >), jak pokazano na rysunku 1.
Czas publikacji: 26 grudnia 2023 r