Polarizace elektrooptickáŘízení je realizováno femtosekundovým laserovým zápisem a modulací tekutých krystalů
Vědci v Německu vyvinuli novou metodu optického řízení signálu kombinací femtosekundového laserového zápisu a tekutých krystalů.elektrooptická modulaceVložením vrstvy tekutých krystalů do vlnovodu je realizováno elektrooptické řízení stavu polarizace paprsku. Tato technologie otevírá zcela nové možnosti pro čipová zařízení a komplexní fotonické obvody vyrobené pomocí technologie femtosekundového laserového zápisu. Výzkumný tým podrobně popsal, jak vyrobil laditelné vlnové destičky v tavených křemíkových vlnovodech. Když je na tekutý krystal aplikováno napětí, molekuly tekutého krystalu se rotují, což mění stav polarizace světla procházejícího vlnovodem. V provedených experimentech se vědcům podařilo kompletně modulovat polarizaci světla na dvou různých viditelných vlnových délkách (obrázek 1).
Kombinace dvou klíčových technologií pro dosažení inovativního pokroku v oblasti 3D fotonických integrovaných zařízení
Schopnost femtosekundových laserů přesně zapisovat vlnovody hluboko uvnitř materiálu, nikoli pouze na jeho povrchu, z nich činí slibnou technologii pro maximalizaci počtu vlnovodů na jednom čipu. Technologie funguje na principu zaostření vysoce intenzivního laserového paprsku dovnitř průhledného materiálu. Když intenzita světla dosáhne určité úrovně, paprsek změní vlastnosti materiálu v místě jeho působení, podobně jako pero s mikronovou přesností.
Výzkumný tým zkombinoval dvě základní fotonové techniky k zabudování vrstvy tekutých krystalů do vlnovodu. Jak paprsek prochází vlnovodem a tekutým krystalem, fáze a polarizace paprsku se mění po aplikaci elektrického pole. Modulovaný paprsek se následně dále šíří druhou částí vlnovodu, čímž se dosahuje přenosu optického signálu s modulačními charakteristikami. Tato hybridní technologie kombinující obě technologie umožňuje výhody obou v jednom zařízení: na jedné straně vysokou hustotu koncentrace světla způsobenou vlnovodovým efektem a na druhé straně vysokou nastavitelnost tekutého krystalu. Tento výzkum otevírá nové způsoby využití vlastností tekutých krystalů k zabudování vlnovodů do celkového objemu zařízení, jako je...modulátoryprofotonická zařízení.
Obrázek 1 Vědci vložili vrstvy tekutých krystalů do vlnovodů vytvořených přímým laserovým zápisem a výsledné hybridní zařízení by mohlo být použito ke změně polarizace světla procházejícího vlnovody.
Aplikace a výhody tekutých krystalů ve femtosekundové modulaci laserového vlnovodu
Ačkolioptická modulaceU vlnovodů s femtosekundovým laserovým zápisem bylo dříve dosahováno primárně lokálním ohřevem vlnovodů, v této studii byla polarizace přímo řízena pomocí tekutých krystalů. „Náš přístup má několik potenciálních výhod: nižší spotřebu energie, schopnost zpracovávat jednotlivé vlnovody nezávisle a snížené rušení mezi sousedními vlnovody,“ poznamenávají vědci. Pro testování účinnosti zařízení tým vstříkl laser do vlnovodu a moduloval světlo změnou napětí aplikovaného na vrstvu tekutého krystalu. Změny polarizace pozorované na výstupu jsou v souladu s teoretickými očekáváními. Vědci také zjistili, že po integraci tekutého krystalu s vlnovodem zůstaly modulační charakteristiky tekutého krystalu nezměněny. Vědci zdůrazňují, že studie je pouze důkazem konceptu, takže než bude možné technologii použít v praxi, je třeba udělat ještě mnoho práce. Například současná zařízení modulují všechny vlnovody stejným způsobem, takže tým pracuje na dosažení nezávislého řízení každého jednotlivého vlnovodu.
Čas zveřejnění: 14. května 2024