Polarisasi elektro-optikkontrol diwujudkan dengan penulisan laser femtosecond dan modulasi kristal cair
Para peneliti di Jerman telah mengembangkan metode baru pengendalian sinyal optik dengan menggabungkan penulisan laser femtosecond dan kristal cairmodulasi elektro-optik. Dengan memasukkan lapisan kristal cair ke dalam pandu gelombang, kontrol elektro-optik dari keadaan polarisasi berkas diwujudkan. Teknologi ini membuka kemungkinan baru untuk perangkat berbasis chip dan sirkuit fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtosecond. Tim peneliti merinci bagaimana mereka membuat pelat gelombang merdu dalam pandu gelombang silikon yang menyatu. Ketika tegangan diterapkan pada kristal cair, molekul kristal cair berputar, yang mengubah keadaan polarisasi cahaya yang ditransmisikan dalam pandu gelombang. Dalam percobaan yang dilakukan, para peneliti berhasil memodulasi sepenuhnya polarisasi cahaya pada dua panjang gelombang tampak yang berbeda (Gambar 1).
Menggabungkan dua teknologi utama untuk mencapai kemajuan inovatif dalam perangkat terintegrasi fotonik 3D
Kemampuan laser femtosecond untuk secara tepat menulis pandu gelombang jauh di dalam material, bukan hanya di permukaan, menjadikannya teknologi yang menjanjikan untuk memaksimalkan jumlah pandu gelombang pada satu chip. Teknologi ini bekerja dengan memfokuskan sinar laser berintensitas tinggi di dalam material transparan. Ketika intensitas cahaya mencapai tingkat tertentu, sinar tersebut mengubah sifat material pada titik penerapannya, seperti pena dengan akurasi mikron.
Tim peneliti menggabungkan dua teknik foton dasar untuk menanamkan lapisan kristal cair di pandu gelombang. Saat berkas bergerak melalui pandu gelombang dan melalui kristal cair, fase dan polarisasi berkas berubah setelah medan listrik diterapkan. Selanjutnya, berkas termodulasi akan terus merambat melalui bagian kedua pandu gelombang, sehingga mencapai transmisi sinyal optik dengan karakteristik modulasi. Teknologi hibrida yang menggabungkan kedua teknologi ini memungkinkan keunggulan keduanya dalam perangkat yang sama: di satu sisi, konsentrasi cahaya dengan kepadatan tinggi yang dihasilkan oleh efek pandu gelombang, dan di sisi lain, kristal cair dengan kemampuan penyesuaian yang tinggi. Penelitian ini membuka cara baru untuk menggunakan sifat kristal cair untuk menanamkan pandu gelombang di keseluruhan volume perangkatmodulatoruntukperangkat fotonik.
Gambar 1 Para peneliti menyematkan lapisan kristal cair ke dalam pandu gelombang yang dibuat dengan penulisan laser langsung, dan perangkat hibrida yang dihasilkan dapat digunakan untuk mengubah polarisasi cahaya yang melewati pandu gelombang
Penerapan dan keunggulan kristal cair dalam modulasi pandu gelombang laser femtosecond
Meskipunmodulasi optikdalam pandu gelombang penulisan laser femtosecond sebelumnya dicapai terutama dengan menerapkan pemanasan lokal pada pandu gelombang, dalam penelitian ini, polarisasi dikontrol langsung dengan menggunakan kristal cair. “Pendekatan kami memiliki beberapa keuntungan potensial: konsumsi daya yang lebih rendah, kemampuan untuk memproses pandu gelombang individual secara independen, dan mengurangi interferensi antar pandu gelombang yang berdekatan,” catat para peneliti. Untuk menguji efektivitas perangkat tersebut, tim menyuntikkan laser ke dalam pandu gelombang dan memodulasi cahaya dengan memvariasikan tegangan yang diterapkan pada lapisan kristal cair. Perubahan polarisasi yang diamati pada output konsisten dengan ekspektasi teoretis. Para peneliti juga menemukan bahwa setelah kristal cair diintegrasikan dengan pandu gelombang, karakteristik modulasi kristal cair tetap tidak berubah. Para peneliti menekankan bahwa penelitian ini hanyalah sebuah pembuktian konsep, sehingga masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum teknologi tersebut dapat digunakan dalam praktik. Misalnya, perangkat saat ini memodulasi semua pandu gelombang dengan cara yang sama, sehingga tim bekerja untuk mencapai kontrol independen terhadap masing-masing pandu gelombang.
Waktu posting: 14 Mei-2024