Kontrol elektro-optik polarisasi diwujudkan dengan penulisan laser femtodetik dan modulasi kristal cair

Polarisasi elektro-optikKontrol dilakukan dengan penulisan laser femtodetik dan modulasi kristal cair

Para peneliti di Jerman telah mengembangkan metode baru pengendalian sinyal optik dengan menggabungkan penulisan laser femtodetik dan kristal cairmodulasi elektro-optikDengan menanamkan lapisan kristal cair ke dalam pemandu gelombang, kontrol elektro-optik dari status polarisasi berkas terwujud. Teknologi ini membuka kemungkinan yang sama sekali baru untuk perangkat berbasis chip dan sirkuit fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtodetik. Tim peneliti merinci cara mereka membuat pelat gelombang yang dapat disetel dalam pemandu gelombang silikon yang menyatu. Ketika tegangan diterapkan pada kristal cair, molekul kristal cair berputar, yang mengubah status polarisasi cahaya yang ditransmisikan dalam pemandu gelombang. Dalam percobaan yang dilakukan, para peneliti berhasil memodulasi polarisasi cahaya secara menyeluruh 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 dalam pemandu gelombang. Saat berkas bergerak melalui pemandu gelombang dan melalui kristal cair, fase dan polarisasi berkas berubah setelah medan listrik diterapkan. Selanjutnya, berkas termodulasi akan terus menyebar melalui bagian kedua pemandu 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 tinggi konsentrasi cahaya yang disebabkan oleh efek pemandu gelombang, dan di sisi lain, penyesuaian tinggi kristal cair. Penelitian ini membuka cara baru untuk menggunakan sifat kristal cair untuk menanamkan pemandu gelombang dalam volume keseluruhan perangkat sebagaiModulatoruntukperangkat 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.

Aplikasi dan keuntungan kristal cair dalam modulasi pandu gelombang laser femtodetik
MeskipunModulasi optikDalam penulisan laser femtodetik, pemandu gelombang sebelumnya dicapai terutama dengan menerapkan pemanasan lokal pada pemandu gelombang, dalam penelitian ini, polarisasi dikontrol secara langsung dengan menggunakan kristal cair. "Pendekatan kami memiliki beberapa keuntungan potensial: konsumsi daya yang lebih rendah, kemampuan untuk memproses pemandu gelombang individual secara independen, dan mengurangi interferensi antara pemandu gelombang yang berdekatan," catat para peneliti. Untuk menguji keefektifan perangkat, tim menyuntikkan laser ke dalam pemandu gelombang dan memodulasi cahaya dengan memvariasikan tegangan yang diterapkan pada lapisan kristal cair. Perubahan polarisasi yang diamati pada keluaran konsisten dengan ekspektasi teoritis. Para peneliti juga menemukan bahwa setelah kristal cair diintegrasikan dengan pemandu gelombang, karakteristik modulasi kristal cair tetap tidak berubah. Para peneliti menekankan bahwa penelitian ini hanyalah bukti konsep, jadi masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum teknologi tersebut dapat digunakan dalam praktik. Misalnya, perangkat saat ini memodulasi semua pemandu gelombang dengan cara yang sama, jadi tim bekerja untuk mencapai kontrol independen dari setiap pemandu gelombang individual.