Polarisaation sähköoptinen ohjaus toteutetaan femtosekunnin laserkirjoituksella ja nestekidemodulaatiolla

Polarisaatioelektrooptinenohjaus toteutetaan femtosekuntilaserilla kirjoittamisen ja nestekidemodulaation avulla

Saksalaistutkijat ovat kehittäneet uuden optisen signaalinohjausmenetelmän yhdistämällä femtosekuntilaserilla kirjoitettavan tekniikan ja nestekidenäytön.sähköoptinen modulaatioUpottamalla nestekidekerros aaltojohtimeen toteutetaan säteen polarisaatiotilan sähköoptinen ohjaus. Teknologia avaa täysin uusia mahdollisuuksia sirupohjaisille laitteille ja femtosekuntilaserilla tehtävälle kirjoitustekniikalle valmistetuille monimutkaisille fotonisille piireille. Tutkimusryhmä kertoi yksityiskohtaisesti, kuinka he tekivät viritettäviä aaltolevyjä sulatetusta piisiruista valmistetuissa aaltojohteissa. Kun nestekiteeseen kohdistetaan jännite, nestekidemolekyylit pyörivät, mikä muuttaa aaltojohteessa läpäisevän valon polarisaatiotilaa. Suoritetuissa kokeissa tutkijat moduloivat onnistuneesti valon polarisaation kokonaan kahdella eri näkyvällä aallonpituudella (kuva 1).

Kahden keskeisen teknologian yhdistäminen innovatiivisen edistyksen saavuttamiseksi 3D-fotoniikan integroiduissa laitteissa
Femtosekuntilasereiden kyky kirjoittaa tarkasti aaltojohteita syvälle materiaalin sisään, ei vain pinnalle, tekee niistä lupaavan teknologian aaltojohteiden määrän maksimoimiseksi yhdellä sirulla. Teknologia toimii kohdistamalla korkean intensiteetin lasersäteen läpinäkyvän materiaalin sisään. Kun valon intensiteetti saavuttaa tietyn tason, säde muuttaa materiaalin ominaisuuksia käyttökohdassa, aivan kuten kynä mikronin tarkkuudella.
Tutkimusryhmä yhdisti kaksi fotonitekniikan perusmenetelmää upottaakseen nestekidekerroksen aaltojohtimeen. Kun säde kulkee aaltojohtimen ja nestekiteen läpi, säteen vaihe ja polarisaatio muuttuvat, kun sähkökenttä kohdistetaan. Tämän jälkeen moduloitu säde jatkaa etenemistään aaltojohtimen toisen osan läpi, jolloin saavutetaan modulaatio-ominaisuuksilla varustettu optisen signaalin siirto. Tämä hybriditekniikka, joka yhdistää kaksi tekniikkaa, mahdollistaa molempien tekniikoiden edut samassa laitteessa: toisaalta aaltojohtimen vaikutuksen aiheuttaman suuren valon keskittymiskyvyn ja toisaalta nestekiteen hyvän säädettävyyden. Tämä tutkimus avaa uusia tapoja käyttää nestekiteiden ominaisuuksia aaltojohteiden upottamiseksi laitteiden kokonaistilavuuteen.modulaattoritvartenfotoniset laitteet.

Kuva 1. Tutkijat upottivat nestekidekerroksia suoralla laserkirjoituksella luotuihin aaltojohteisiin, ja tuloksena olevaa hybridilaitetta voitiin käyttää aaltojohteiden läpi kulkevan valon polarisaation muuttamiseen.

Nestekidemateriaalin käyttö ja edut femtosekuntilaserilla tehtävässä aaltojohdemodulaatiossa
Vaikkaoptinen modulaatioFemtosekuntilaserilla kirjoitetuissa aaltojohteissa polarisaatio saavutettiin aiemmin pääasiassa kohdistamalla aaltojohteisiin paikallista lämmitystä, mutta tässä tutkimuksessa polarisaatiota ohjattiin suoraan käyttämällä nestekiteitä. ”Lähestymistavallamme on useita potentiaalisia etuja: pienempi virrankulutus, kyky käsitellä yksittäisiä aaltojohteita itsenäisesti ja vähentynyt häiriö vierekkäisten aaltojohteiden välillä”, tutkijat toteavat. Laitteen tehokkuuden testaamiseksi tutkimusryhmä ruiskutti laserin aaltojohteeseen ja moduloi valoa vaihtelemalla nestekidekerrokseen kohdistettua jännitettä. Lähdössä havaitut polarisaatiomuutokset ovat yhdenmukaisia ​​teoreettisten odotusten kanssa. Tutkijat havaitsivat myös, että nestekiteen integroinnin jälkeen aaltojohteeseen nestekiteen modulaatio-ominaisuudet pysyivät muuttumattomina. Tutkijat korostavat, että tutkimus on vain konseptin todiste, joten työtä on vielä paljon tehtävänä ennen kuin teknologiaa voidaan käyttää käytännössä. Esimerkiksi nykyiset laitteet moduloivat kaikkia aaltojohteita samalla tavalla, joten tutkimusryhmä pyrkii saavuttamaan kunkin yksittäisen aaltojohteen itsenäisen ohjauksen.