Поляризация електрооптичнаУправлението се осъществява чрез фемтосекундно лазерно записване и модулация с течни кристали
Изследователи в Германия са разработили нов метод за оптичен контрол на сигнала, като комбинират фемтосекундно лазерно писане и течни кристали.електрооптична модулацияЧрез вграждане на слой от течни кристали във вълновода се осъществява електрооптичен контрол на състоянието на поляризация на лъча. Технологията отваря изцяло нови възможности за устройства, базирани на чипове, и сложни фотонни схеми, изработени с помощта на фемтосекундна технология за лазерно записване. Изследователският екип подробно описа как са създали настройваеми вълнови пластини в силициеви вълноводи. Когато към течния кристал се приложи напрежение, молекулите на течния кристал се завъртат, което променя състоянието на поляризация на светлината, предавана във вълновода. В проведените експерименти изследователите успешно модулираха напълно поляризацията на светлината при две различни видими дължини на вълната (Фигура 1).
Комбиниране на две ключови технологии за постигане на иновативен напредък в 3D фотонните интегрирани устройства
Способността на фемтосекундните лазери да пишат прецизно вълноводи дълбоко в материала, а не само по повърхността, ги прави обещаваща технология за максимизиране на броя на вълноводите на един чип. Технологията работи чрез фокусиране на високоинтензивен лазерен лъч вътре в прозрачен материал. Когато интензитетът на светлината достигне определено ниво, лъчът променя свойствата на материала в точката на приложение, точно като химикалка с микронна точност.
Изследователският екип комбинира две основни фотонни техники, за да вгради слой от течни кристали във вълновода. Докато лъчът преминава през вълновода и през течния кристал, фазата и поляризацията на лъча се променят след прилагане на електрическо поле. Впоследствие модулираният лъч ще продължи да се разпространява през втората част на вълновода, като по този начин се постига предаване на оптичния сигнал с модулационни характеристики. Тази хибридна технология, комбинираща двете технологии, позволява предимствата и на двете в едно и също устройство: от една страна, високата плътност на концентрацията на светлина, породена от ефекта на вълновода, и от друга страна, високата регулируемост на течния кристал. Това изследване открива нови начини за използване на свойствата на течните кристали за вграждане на вълноводи в общия обем на устройствата, както...модулаторизафотонни устройства.
Фигура 1 Изследователите са вградили слоеве от течни кристали във вълноводи, създадени чрез директно лазерно писане, и полученото хибридно устройство може да се използва за промяна на поляризацията на светлината, преминаваща през вълноводите.
Приложение и предимства на течните кристали във фемтосекундна лазерна вълноводна модулация
Въпреки чеоптична модулацияДокато при фемтосекундните лазерни вълноводи за запис преди това поляризацията се постигаше предимно чрез прилагане на локално нагряване към вълноводите, в това проучване поляризацията се контролираше директно с помощта на течни кристали. „Нашият подход има няколко потенциални предимства: по-ниска консумация на енергия, възможност за независима обработка на отделни вълноводи и намалена интерференция между съседни вълноводи“, отбелязват изследователите. За да тестват ефективността на устройството, екипът инжектира лазер във вълновода и модулира светлината, като променя напрежението, приложено към слоя течни кристали. Промените в поляризацията, наблюдавани на изхода, са в съответствие с теоретичните очаквания. Изследователите също така установиха, че след интегрирането на течния кристал с вълновода, модулационните характеристики на течния кристал остават непроменени. Изследователите подчертават, че проучването е само доказателство за концепцията, така че все още има много работа, преди технологията да може да се използва на практика. Например, настоящите устройства модулират всички вълноводи по един и същи начин, така че екипът работи за постигане на независим контрол върху всеки отделен вълновод.
Време на публикуване: 14 май 2024 г.