Polarizációs elektro-optikaa vezérlés femtoszekundumos lézerírással és folyadékkristályos modulációval valósul meg
A német kutatók új optikai jelvezérlési módszert fejlesztettek ki a femtoszekundumos lézerírás és a folyadékkristály kombinálásávalelektro-optikai moduláció. Folyadékkristály réteg beágyazásával a hullámvezetőbe valósul meg a nyaláb polarizációs állapotának elektro-optikai szabályozása. A technológia teljesen új lehetőségeket nyit meg a chip-alapú eszközök és a femtoszekundumos lézeres írástechnológiával készült komplex fotonikus áramkörök számára. A kutatócsoport részletesen bemutatta, hogyan készítettek hangolható hullámlemezeket olvasztott szilícium hullámvezetőkben. Amikor a folyadékkristályra feszültséget kapcsolunk, a folyadékkristály-molekulák forognak, ami megváltoztatja a hullámvezetőben továbbított fény polarizációs állapotát. Az elvégzett kísérletek során a kutatók sikeresen modulálták a fény polarizációját két különböző látható hullámhosszon (1. ábra).
Két kulcsfontosságú technológia ötvözése a 3D fotonikus integrált eszközök innovatív fejlődéséhez
A femtoszekundumos lézerek azon képessége, hogy precízen írják le a hullámvezetőket az anyag mélyére, nem pedig csak a felületre, ígéretes technológiát jelentenek az egyetlen chipen lévő hullámvezetők számának maximalizálására. A technológia úgy működik, hogy egy nagy intenzitású lézersugarat egy átlátszó anyagba fókuszál. Amikor a fény intenzitása elér egy bizonyos szintet, a sugár megváltoztatja az anyag tulajdonságait az alkalmazás helyén, akár egy mikron pontosságú toll.
A kutatócsoport két alapvető fotontechnikát kombinált, hogy egy folyadékkristályréteget ágyazzon be a hullámvezetőbe. Ahogy a sugár áthalad a hullámvezetőn és a folyadékkristályon, a sugár fázisa és polarizációja megváltozik, ha elektromos mezőt alkalmazunk. Ezt követően a modulált nyaláb tovább fog terjedni a hullámvezető második részén, így éri el az optikai jel modulációs karakterisztikájú átvitelét. Ez a két technológiát ötvöző hibrid technológia lehetővé teszi mindkettő előnyeit ugyanabban a készülékben: egyrészt a hullámvezető hatás által előidézett nagy fénykoncentrációt, másrészt a folyadékkristály nagyfokú állíthatóságát. Ez a kutatás új utakat nyit meg a folyadékkristályok tulajdonságainak a hullámvezetők beágyazására az eszközök teljes térfogatába.modulátorokszámárafotonikus eszközök.
1. ábra A kutatók folyadékkristályos rétegeket ágyaztak be a közvetlen lézerírással létrehozott hullámvezetőkbe, és az így létrejött hibrid eszközzel megváltoztatható volt a hullámvezetőkön áthaladó fény polarizációja.
A folyadékkristály alkalmazása és előnyei a femtoszekundumos lézeres hullámvezető modulációban
Bároptikai modulációfemtoszekundumos lézeres írásban a hullámvezetőket korábban elsősorban a hullámvezetők helyi melegítésével értek el, ebben a vizsgálatban a polarizációt közvetlenül folyadékkristályok segítségével szabályozták. "Megközelítésünknek számos lehetséges előnye van: alacsonyabb energiafogyasztás, az egyes hullámvezetők önálló feldolgozásának képessége, valamint a szomszédos hullámvezetők közötti interferencia csökkentése" - jegyzik meg a kutatók. Az eszköz hatékonyságának tesztelésére a csapat lézert fecskendezett a hullámvezetőbe, és a folyadékkristályrétegre alkalmazott feszültség változtatásával modulálta a fényt. A kimeneten megfigyelt polarizációs változások megfelelnek az elméleti elvárásoknak. A kutatók azt is megállapították, hogy miután a folyadékkristályt integrálták a hullámvezetővel, a folyadékkristály modulációs jellemzői változatlanok maradtak. A kutatók hangsúlyozzák, hogy a tanulmány csupán a koncepció bizonyítéka, így még sok munka vár a technológia gyakorlati felhasználására. Például a jelenlegi eszközök az összes hullámvezetőt ugyanúgy modulálják, így a csapat azon dolgozik, hogy az egyes hullámvezetők független vezérlését érjék el.
Feladás időpontja: 2024. május 14