Kawalan elektro-optik polarisasi direalisasikan oleh penulisan laser femtosaat dan modulasi kristal cecair

Polarisasi elektro-optikkawalan direalisasikan oleh penulisan laser femtosaat dan modulasi kristal cecair

Penyelidik di Jerman telah membangunkan kaedah baru kawalan isyarat optik dengan menggabungkan tulisan laser femtosaat dan kristal cecairmodulasi elektro-optik. Dengan memasukkan lapisan kristal cecair ke dalam pandu gelombang, kawalan elektro-optik keadaan polarisasi rasuk direalisasikan. Teknologi ini membuka kemungkinan baharu sepenuhnya untuk peranti berasaskan cip dan litar fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtosecond. Pasukan penyelidik memperincikan cara mereka membuat plat gelombang boleh tala dalam pandu gelombang silikon bersatu. Apabila voltan digunakan pada kristal cecair, molekul kristal cecair berputar, yang mengubah keadaan polarisasi cahaya yang dihantar dalam pandu gelombang. Dalam eksperimen yang dijalankan, para penyelidik berjaya sepenuhnya memodulasi polarisasi cahaya pada dua panjang gelombang yang berbeza kelihatan (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, bukannya hanya pada permukaan, menjadikannya teknologi yang menjanjikan untuk memaksimumkan bilangan pandu gelombang pada satu cip. Teknologi ini berfungsi dengan memfokuskan pancaran laser intensiti tinggi di dalam bahan lutsinar. Apabila keamatan cahaya mencapai tahap tertentu, rasuk mengubah sifat bahan pada titik penggunaannya, sama seperti pen dengan ketepatan mikron.
Pasukan penyelidik menggabungkan dua teknik foton asas untuk membenamkan lapisan kristal cecair dalam pandu gelombang. Apabila rasuk bergerak melalui pandu gelombang dan melalui kristal cecair, fasa dan polarisasi rasuk berubah apabila medan elektrik digunakan. Selepas itu, rasuk termodulat akan terus merambat melalui bahagian kedua pandu gelombang, dengan itu 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 tinggi kepekatan cahaya yang disebabkan oleh kesan pandu gelombang, dan sebaliknya, kebolehlarasan tinggi kristal cecair. 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 dicipta oleh tulisan laser langsung, dan peranti hibrid yang terhasil boleh digunakan untuk menukar polarisasi cahaya yang melalui pandu gelombang

Aplikasi dan kelebihan kristal cecair dalam modulasi pandu gelombang laser femtosecond
Walaupunmodulasi optikdalam pandu gelombang penulisan laser femtosaat sebelum ini dicapai terutamanya dengan menggunakan pemanasan tempatan 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 penyelidik. Untuk menguji keberkesanan peranti, pasukan itu menyuntik laser ke dalam pandu gelombang dan memodulasi cahaya dengan mengubah voltan yang digunakan pada lapisan kristal cecair. Perubahan polarisasi yang diperhatikan pada output adalah konsisten dengan jangkaan teori. Para penyelidik juga mendapati bahawa selepas kristal cecair disepadukan dengan pandu gelombang, ciri-ciri modulasi kristal cecair kekal tidak berubah. Para penyelidik menegaskan bahawa kajian itu hanyalah bukti konsep, jadi masih banyak kerja yang perlu dilakukan sebelum teknologi itu boleh digunakan dalam amalan. Sebagai contoh, peranti semasa memodulasi semua pandu gelombang dengan cara yang sama, jadi pasukan sedang berusaha untuk mencapai kawalan bebas bagi setiap pandu gelombang individu.


Masa siaran: 14-Mei-2024