Kontrol elektro-optik polarisasi diwujudkan melalui penulisan laser femtosekon dan modulasi kristal cair.

Polarisasi elektro-optikKontrol diwujudkan melalui penulisan laser femtosekon dan modulasi kristal cair.

Para peneliti di Jerman telah mengembangkan metode baru pengendalian sinyal optik dengan menggabungkan penulisan laser femtosekon dan kristal cair.modulasi elektro-optikDengan menanamkan lapisan kristal cair ke dalam pandu gelombang, kontrol elektro-optik terhadap keadaan polarisasi berkas cahaya dapat diwujudkan. Teknologi ini membuka kemungkinan baru untuk perangkat berbasis chip dan sirkuit fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtosekon. Tim peneliti merinci bagaimana mereka membuat pelat gelombang yang dapat disetel dalam pandu gelombang silikon leburan. 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 polarisasi cahaya sepenuhnya pada dua panjang gelombang tampak yang berbeda (Gambar 1).

Menggabungkan dua teknologi utama untuk mencapai kemajuan inovatif dalam perangkat terintegrasi fotonik 3D.
Kemampuan laser femtosekon untuk secara presisi 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 intensitas tinggi di dalam material transparan. Ketika intensitas cahaya mencapai tingkat tertentu, sinar tersebut mengubah sifat material pada titik aplikasinya, seperti pena dengan akurasi mikron.
Tim peneliti menggabungkan dua teknik foton dasar untuk menanamkan lapisan kristal cair di dalam pandu gelombang. Saat berkas cahaya merambat 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, kepadatan konsentrasi cahaya yang tinggi yang dihasilkan oleh efek pandu gelombang, dan di sisi lain, kemampuan penyesuaian kristal cair yang tinggi. Penelitian ini membuka jalan baru untuk menggunakan sifat-sifat kristal cair untuk menanamkan pandu gelombang dalam keseluruhan volume perangkat.modulatoruntukperangkat fotonik.

Gambar 1. Para peneliti menanamkan 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 tersebut.

Aplikasi dan keunggulan kristal cair dalam modulasi pandu gelombang laser femtosekon
Meskipunmodulasi optikDalam penulisan pandu gelombang laser femtosekon, yang sebelumnya dicapai terutama dengan menerapkan pemanasan lokal pada pandu gelombang, dalam penelitian ini, polarisasi dikontrol langsung dengan menggunakan kristal cair. “Pendekatan kami memiliki beberapa potensi keunggulan: konsumsi daya yang lebih rendah, kemampuan untuk memproses pandu gelombang individual secara independen, dan pengurangan interferensi antara pandu gelombang yang berdekatan,” catat para peneliti. Untuk menguji efektivitas perangkat, 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 harapan teoritis. 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 bukti konsep, sehingga masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum teknologi ini dapat digunakan dalam praktik. Misalnya, perangkat saat ini memodulasi semua pandu gelombang dengan cara yang sama, sehingga tim sedang berupaya untuk mencapai kontrol independen dari setiap pandu gelombang individual.