Polarizační elektrooptická kontrola je realizována femtosekundovým laserovým psaním a modulací tekutých krystalů

Polarizační elektro-opticKontrola je realizována femtosekundovým laserovým psaním a modulací tekutých krystalů

Vědci v Německu vyvinuli novou metodu kontroly optického signálu kombinací psaní femtosekundového laseru a tekutého krystaluElektrooptická modulace. Vložením kapalné krystalové vrstvy do vlnovodu je realizována elektrooptická kontrola stavu polarizace paprsku. Tato technologie otevírá zcela nové možnosti pro zařízení založená na čipu a komplexní fotonické obvody vyrobené pomocí technologie psaní femtosekundové laser. Výzkumný tým podrobně popsal, jak vyrobili laditelné vlnové destičky ve fúzovaných křemíkových vlnovodech. Když je napětí aplikováno na kapalný krystal, molekuly kapalného krystalu se otáčí, což mění stav polarizace světla přenášeného ve vlnovodu. Ve provedených experimentech vědci úspěšně zcela modulili polarizaci světla na dvou různých viditelných vlnových délkách (obrázek 1).

Kombinace dvou klíčových technologií k dosažení inovativního pokroku ve 3D fotonických integrovaných zařízeních
Schopnost femtosekundových laserů přesně psát vlnovody hluboko uvnitř materiálu, spíše než jen na povrchu, z nich činí slibnou technologii pro maximalizaci počtu vlnovodů na jediném čipu. Technologie funguje tak, že zaostřuje laserový paprsek s vysokou intenzitou uvnitř průhledného materiálu. Když intenzita světla dosáhne určité úrovně, paprsek změní vlastnosti materiálu v jeho aplikaci, stejně jako pero s přesností mikronu.
Výzkumný tým kombinoval dvě základní fotonové techniky pro vložení vrstvy tekutých krystalů do vlnovodu. Když paprsek prochází vlnovodem a skrz tekutý krystal, změna fáze a polarizace paprsku, jakmile je nanesena elektrické pole. Následně se modulovaný paprsek bude i nadále šířit přes druhou část vlnovodu, čímž se dosáhne přenosu optického signálu s modulačními charakteristikami. Tato hybridní technologie kombinující obě technologie umožňuje výhody obou ve stejném zařízení: na jedné straně vysoká hustota koncentrace světla způsobená vlnovodem a na druhé straně vysokou nastavitelnost kapalného krystalu. Tento výzkum otevírá nové způsoby, jak využít vlastnosti tekutých krystalů k vložení vlnovodů do celkového objemu zařízení jakomodulátoryprofotonická zařízení.

Obrázek 1 Vědci zabudovali vrstvy tekutých krystalů do vlnovodů vytvořených přímým laserovým psaním a výsledné hybridní zařízení by mohlo být použito ke změně polarizace světla procházejícího vlnovody

Aplikace a výhody kapalného krystalu v modulaci femtosekundové laserové vlnovod
AčkoliOptická modulaceU femtosekundových laserových vlnovodů bylo dříve dosaženo především použitím lokálního zahřívání na vlnovod, v této studii byla polarizace přímo kontrolována pomocí tekutých krystalů. "Náš přístup má několik potenciálních výhod: nižší spotřeba energie, schopnost zpracovávat jednotlivé vlnovody nezávisle a snížení rušení mezi sousedními vlnovody," poznamenávají vědci. Pro testování účinnosti zařízení tým vstříkl laser do vlnovodu a moduloval světlo změnou napětí aplikovaného na vrstvu kapalné krystaly. Změny polarizace pozorované na výstupu jsou v souladu s teoretickými očekáváními. Vědci také zjistili, že poté, co byl kapalný krystal integrován do vlnovodu, zůstaly modulační vlastnosti tekutého krystalu nezměněny. Vědci zdůrazňují, že studie je pouze důkazem konceptu, takže ještě existuje mnoho práce, než bude technologie použita v praxi. Například současná zařízení modulují všechny vlnovod stejným způsobem, takže tým pracuje na dosažení nezávislé kontroly každého jednotlivého vlnovodu.