Polaryzacja elektrooptycznasterowanie realizowane jest za pomocą zapisu laserowego femtosekundowego i modulacji ciekłokrystalicznej
Naukowcy z Niemiec opracowali nowatorską metodę sterowania sygnałem optycznym, łączącą zapis laserowy femtosekundowy z ciekłokrystalicznymmodulacja elektrooptycznaDzięki osadzaniu 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 z wykorzystaniem technologii zapisu laserowego femtosekundowego. Zespół badawczy szczegółowo opisał, w jaki sposób wytworzył strojone płytki falowe w falowodach z topionego krzemu. Po przyłożeniu napięcia do ciekłego kryształu, jego cząsteczki obracają się, co zmienia stan polaryzacji światła transmitowanego w falowodzie. W przeprowadzonych eksperymentach badaczom udało się z powodzeniem uzyskać całkowitą modulację polaryzacji światła dla dwóch różnych widzialnych długości fal (rysunek 1).
Połączenie dwóch kluczowych technologii w celu osiągnięcia innowacyjnego postępu w zintegrowanych urządzeniach fotonicznych 3D
Zdolność laserów femtosekundowych do precyzyjnego tworzenia falowodów głęboko w materiale, a nie tylko na jego powierzchni, czyni je obiecującą technologią maksymalizacji liczby falowodów na jednym chipie. Technologia ta działa poprzez skupienie wiązki laserowej o wysokiej intensywności wewnątrz przezroczystego materiału. Gdy natężenie światła osiągnie określony poziom, wiązka zmienia właściwości materiału w miejscu przyłożenia, niczym długopis z mikronową dokładnością.
Zespół badawczy połączył dwie podstawowe techniki fotonowe, aby osadzić warstwę ciekłych kryształów w falowodzie. Podczas przechodzenia wiązki przez falowód i ciekły kryształ, faza i polaryzacja wiązki zmieniają się po przyłożeniu pola elektrycznego. Następnie modulowana wiązka będzie nadal propagować się przez drugą część falowodu, osiągając w ten sposób transmisję sygnału optycznego o charakterystyce modulacyjnej. Ta hybrydowa technologia łącząca obie technologie umożliwia wykorzystanie zalet obu w jednym urządzeniu: z jednej strony wysoką gęstość koncentracji światła wynikającą z efektu falowodu, a z drugiej strony wysoką możliwość regulacji ciekłego kryształu. Badania te otwierają nowe sposoby wykorzystania właściwości ciekłych kryształów do osadzenia falowodów w ogólnej objętości urządzeń, takich jakmodulatoryDourządzenia fotoniczne.
Rysunek 1 Naukowcy umieścili warstwy ciekłego kryształu 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 falowodów lasera femtosekundowego
Chociażmodulacja optycznaW przypadku falowodów zapisu laserem femtosekundowym, efekt ten był wcześniej osiągany głównie poprzez lokalne ogrzewanie 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 oraz redukcję interferencji 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, charakterystyka modulacji ciekłego kryształu pozostała niezmieniona. Naukowcy podkreślają, że badanie jest jedynie dowodem słuszności koncepcji, więc przed zastosowaniem tej technologii w praktyce wciąż pozostaje wiele do zrobienia. Na przykład, obecne urządzenia modulują wszystkie falowody w ten sam sposób, dlatego zespół pracuje nad uzyskaniem niezależnej kontroli nad każdym z nich.
Czas publikacji: 14 maja 2024 r.