Polarisaatioelektro-optiikkaohjaus toteutetaan femtosekunnin laserkirjoituksella ja nestekidemodulaatiolla
Saksalaiset tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän optisen signaalin ohjaamiseksi yhdistämällä femtosekunnin laserkirjoitus ja nestekidesähköoptinen modulaatio. Upottamalla nestekidekerros aaltoputkeen toteutetaan säteen polarisaatiotilan sähköoptinen ohjaus. Tekniikka avaa täysin uusia mahdollisuuksia sirupohjaisille laitteille ja monimutkaisille fotonipiireille, jotka on valmistettu femtosekundin laserkirjoitustekniikalla. Tutkimusryhmä tarkensi, kuinka he tekivät viritettäviä aaltolevyjä sulatetuissa piiaaltoputkissa. Kun nestekiteeseen syötetään jännite, nestekidemolekyylit pyörivät, mikä muuttaa aaltoputkessa kulkevan valon polarisaatiotilaa. Suoritetuissa kokeissa tutkijat moduloivat onnistuneesti valon polarisaatiota kahdella eri näkyvällä aallonpituudella (kuva 1).
Yhdistämällä kaksi avainteknologiaa innovatiivisen edistyksen saavuttamiseksi integroiduissa 3D-fotoniisissa laitteissa
Femtosekuntilaserien kyky kirjoittaa aaltoputkia tarkasti syvälle materiaalin sisään, ei vain pintaan, tekee niistä lupaavan tekniikan maksimoida aaltoputkien lukumäärä yhdellä sirulla. Tekniikka toimii keskittämällä korkean intensiteetin lasersäteen läpinäkyvän materiaalin sisään. Kun valon intensiteetti saavuttaa tietyn tason, säde muuttaa materiaalin ominaisuuksia käyttökohdassaan, aivan kuten kynä mikronin tarkkuudella.
Tutkimusryhmä yhdisti kaksi perusfotonitekniikkaa upottaakseen nestekidekerroksen aaltoputkeen. Kun säde kulkee aaltoputken ja nestekiteen läpi, säteen vaihe ja polarisaatio muuttuvat, kun sähkökenttä kohdistetaan. Tämän jälkeen moduloitu säde jatkaa etenemistä aaltoputken toisen osan läpi, jolloin saavutetaan modulaatioominaisuuksilla varustetun optisen signaalin lähetys. Tämä kaksi teknologiaa yhdistävä hybriditeknologia mahdollistaa molempien edut samassa laitteessa: toisaalta aaltoputkiefektin tuoman valon keskittymisen korkean tiheyden ja toisaalta nestekiteen korkean säädettävyyden. Tämä tutkimus avaa uusia tapoja käyttää nestekiteiden ominaisuuksia aaltoputkien upottamiseen laitteiden kokonaismäärään.modulaattoritvartenfotoniset laitteet.
Kuva 1 Tutkijat upotivat nestekidekerroksia suoralla laserkirjoituksella luotuihin aaltoputkiin, ja tuloksena olevalla hybridilaitteella voitiin muuttaa aaltoputkien läpi kulkevan valon polarisaatiota.
Nestekiden käyttö ja edut femtosekunnin laseraaltoputkimodulaatiossa
Vaikkaoptinen modulaatiofemtosekuntien laserkirjoitusaaltoputkissa saavutettiin aiemmin pääasiassa paikallista lämmitystä aaltoputkiin, tässä tutkimuksessa polarisaatiota ohjattiin suoraan käyttämällä nestekiteitä. "Meillä on useita mahdollisia etuja: pienempi virrankulutus, kyky käsitellä yksittäisiä aaltoputkia itsenäisesti ja vähemmän häiriöitä viereisten aaltoputkien välillä", tutkijat huomauttavat. Laitteen tehokkuuden testaamiseksi tiimi ruiskutti laserin aaltoputkeen ja moduloi valoa muuttamalla nestekidekerrokseen kohdistettua jännitettä. Ulostulossa havaitut polarisaatiomuutokset vastaavat teoreettisia odotuksia. Tutkijat havaitsivat myös, että sen jälkeen kun nestekide oli integroitu aaltoputkeen, nestekiteen modulaatio-ominaisuudet pysyivät muuttumattomina. Tutkijat korostavat, että tutkimus on vain todiste konseptista, joten työtä on vielä paljon tehtävänä ennen kuin tekniikkaa voidaan käyttää käytännössä. Esimerkiksi nykyiset laitteet moduloivat kaikkia aaltoputkia samalla tavalla, joten tiimi työskentelee saavuttaakseen jokaisen yksittäisen aaltoputken itsenäisen ohjauksen.
Postitusaika: 14.5.2024