Sterowanie elektrooptyczne polaryzacją realizowane jest poprzez zapis laserowy femtosekundowy i modulację ciekłokrystaliczną

Polaryzacja elektrooptycznasterowanie odbywa się za pomocą zapisu laserowego femtosekundowego i modulacji ciekłokrystalicznej

Naukowcy z Niemiec opracowali nową metodę sterowania sygnałem optycznym, łączącą zapis laserowy femtosekundowy z zapisem na ciekłokrystalicznym wyświetlaczu.modulacja elektrooptyczna. Poprzez osadzanie warstwy ciekłego kryształu w falowodzie, realizowana jest elektrooptyczna kontrola stanu polaryzacji wiązki. Technologia ta otwiera zupełnie nowe możliwości dla urządzeń opartych na chipach i złożonych obwodów fotonicznych wykonanych przy użyciu technologii zapisu laserem femtosekundowym. Zespół badawczy szczegółowo opisał, w jaki sposób wykonali strojone płytki falowe w falowodach z topionego krzemu. Gdy do ciekłego kryształu zostanie przyłożone napięcie, cząsteczki ciekłego kryształu obracają się, co zmienia stan polaryzacji światła przesyłanego w falowodzie. W przeprowadzonych eksperymentach badacze pomyślnie całkowicie zmodulowali polaryzację światła przy dwóch różnych widzialnych długościach fal (rysunek 1).

Połączenie dwóch kluczowych technologii w celu osiągnięcia innowacyjnego postępu w zintegrowanych urządzeniach fotonicznych 3D
Zdolność laserów femtosekundowych do precyzyjnego zapisywania falowodów głęboko w materiale, a nie tylko na powierzchni, sprawia, że ​​są obiecującą technologią maksymalizującą liczbę falowodów na pojedynczym chipie. Technologia ta działa poprzez skupianie wiązki lasera o wysokiej intensywności wewnątrz przezroczystego materiału. Gdy intensywność światła osiągnie określony poziom, wiązka zmienia właściwości materiału w punkcie aplikacji, tak jak długopis z dokładnością mikronów.
Zespół badawczy połączył dwie podstawowe techniki fotonowe, aby osadzić warstwę ciekłych kryształów w falowodzie. Gdy wiązka przechodzi przez falowód i przez ciekły kryształ, faza i polaryzacja wiązki zmieniają się po przyłożeniu pola elektrycznego. Następnie modulowana wiązka będzie nadal rozprzestrzeniać się przez drugą część falowodu, uzyskując w ten sposób transmisję sygnału optycznego o charakterystyce modulacji. Ta hybrydowa technologia łącząca obie technologie umożliwia zalety obu w tym samym urządzeniu: z jednej strony wysoką gęstość koncentracji światła spowodowaną efektem falowodu, a z drugiej strony wysoką możliwość regulacji ciekłego kryształu. Badania te otwierają nowe sposoby wykorzystania właściwości ciekłych kryształów do osadzania falowodów w całkowitej objętości urządzeń jakomodulatoryDourządzenia fotoniczne.

Rysunek 1 Naukowcy umieścili warstwy ciekłych kryształów w falowodach utworzonych przez bezpośredni zapis laserowy, a powstałe w ten sposób urządzenie hybrydowe można było wykorzystać do zmiany polaryzacji światła przechodzącego przez falowody

Zastosowanie i zalety ciekłego kryształu w modulacji falowodu lasera femtosekundowego
Chociażmodulacja optycznaw laserach femtosekundowych falowodów zapisywanych wcześniej osiągnięto głównie poprzez zastosowanie lokalnego ogrzewania falowodów, w tym badaniu polaryzację kontrolowano bezpośrednio za pomocą ciekłych kryształów. „Nasze podejście ma kilka potencjalnych zalet: niższe zużycie energii, możliwość niezależnego przetwarzania poszczególnych falowodów i zmniejszone zakłócenia między sąsiednimi falowodami” — zauważają naukowcy. Aby przetestować skuteczność urządzenia, zespół wstrzyknął laser do falowodu i modulował światło, zmieniając napięcie przyłożone do warstwy ciekłego kryształu. Zmiany polaryzacji obserwowane na wyjściu są zgodne z oczekiwaniami teoretycznymi. Naukowcy odkryli również, że po zintegrowaniu ciekłego kryształu z falowodem charakterystyki modulacji ciekłego kryształu pozostały niezmienione. Naukowcy podkreślają, że badanie jest jedynie dowodem koncepcji, więc nadal jest wiele do zrobienia, zanim technologia będzie mogła być wykorzystana w praktyce. Na przykład obecne urządzenia modulują wszystkie falowody w ten sam sposób, więc zespół pracuje nad osiągnięciem niezależnej kontroli każdego pojedynczego falowodu.