Kawalan elektro-optik polarisasi direalisasikan melalui penulisan laser femtosaat dan modulasi hablur cecair

Elektro-optik polarisasiKawalan direalisasikan oleh penulisan laser femtosaat dan modulasi kristal cecair

Penyelidik di Jerman telah membangunkan kaedah baharu kawalan isyarat optik dengan menggabungkan penulisan laser femtosecond dan kristal cecair.modulasi elektro-optikDengan membenamkan lapisan kristal cecair ke dalam pandu gelombang, kawalan elektro-optik bagi keadaan polarisasi pancaran direalisasikan. Teknologi ini membuka kemungkinan baharu sepenuhnya untuk peranti berasaskan cip dan litar fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtosaat. Pasukan penyelidikan memperincikan bagaimana mereka membuat plat gelombang boleh tala dalam pandu gelombang silikon terlakur. Apabila voltan dikenakan pada kristal cecair, molekul kristal cecair berputar, yang mengubah keadaan polarisasi cahaya yang dipancarkan dalam pandu gelombang. Dalam eksperimen yang dijalankan, penyelidik berjaya memodulasi sepenuhnya polarisasi cahaya pada dua panjang gelombang boleh dilihat yang berbeza (Rajah 1).

Menggabungkan dua teknologi utama untuk mencapai kemajuan inovatif dalam peranti bersepadu fotonik 3D
Keupayaan laser femtosaat untuk menulis pandu gelombang dengan tepat jauh di dalam bahan, bukan hanya di permukaan, menjadikannya teknologi yang menjanjikan untuk memaksimumkan bilangan pandu gelombang pada satu cip. Teknologi ini berfungsi dengan memfokuskan pancaran laser berintensiti tinggi di dalam bahan lutsinar. Apabila keamatan cahaya mencapai tahap tertentu, pancaran tersebut mengubah sifat bahan pada titik aplikasinya, sama seperti pen dengan ketepatan mikron.
Pasukan penyelidikan menggabungkan dua teknik foton asas untuk membenamkan lapisan kristal cecair dalam pandu gelombang. Semasa pancaran bergerak melalui pandu gelombang dan melalui kristal cecair, fasa dan polarisasi pancaran berubah sebaik sahaja medan elektrik dikenakan. Seterusnya, pancaran termodulat akan terus merambat melalui bahagian kedua pandu gelombang, sekali gus mencapai penghantaran isyarat optik dengan ciri modulasi. Teknologi hibrid yang menggabungkan kedua-dua teknologi ini membolehkan kelebihan kedua-duanya dalam peranti yang sama: di satu pihak, ketumpatan kepekatan cahaya yang tinggi yang disebabkan oleh kesan pandu gelombang, dan di pihak yang lain, kebolehlarasan kristal cecair yang tinggi. Penyelidikan ini membuka cara baharu untuk menggunakan sifat kristal cecair untuk membenamkan pandu gelombang dalam jumlah keseluruhan peranti sebagaimodulatoruntukperanti fotonik.

Rajah 1 Para penyelidik membenamkan lapisan kristal cecair ke dalam pandu gelombang yang dihasilkan oleh penulisan laser langsung, dan peranti hibrid yang terhasil boleh digunakan untuk mengubah polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang

Aplikasi dan kelebihan hablur cecair dalam modulasi pandu gelombang laser femtosaat
Walaupunmodulasi optikDalam penulisan laser femtosaat, pandu gelombang sebelum ini dicapai terutamanya dengan menggunakan pemanasan setempat pada pandu gelombang, dalam kajian ini, polarisasi dikawal secara langsung dengan menggunakan kristal cecair. "Pendekatan kami mempunyai beberapa kelebihan yang berpotensi: penggunaan kuasa yang lebih rendah, keupayaan untuk memproses pandu gelombang individu secara bebas, dan mengurangkan gangguan antara pandu gelombang bersebelahan," kata para penyelidik. Untuk menguji keberkesanan peranti, pasukan menyuntik laser ke dalam pandu gelombang dan memodulasi cahaya dengan mengubah voltan yang dikenakan pada lapisan kristal cecair. Perubahan polarisasi yang diperhatikan pada output adalah selaras dengan jangkaan teori. Para penyelidik juga mendapati bahawa selepas kristal cecair disepadukan dengan pandu gelombang, ciri modulasi kristal cecair kekal tidak berubah. Para penyelidik menekankan bahawa kajian ini hanyalah bukti konsep, jadi masih banyak kerja yang perlu dilakukan sebelum teknologi boleh digunakan dalam amalan. Contohnya, peranti semasa memodulasi semua pandu gelombang dengan cara yang sama, jadi pasukan sedang berusaha untuk mencapai kawalan bebas bagi setiap pandu gelombang individu.