Kontrol elektro-optik polarisasi direalisasikan dengan penulisan laser femtosecond dan modulasi kristal cair

Elektro-optik polarisasiKontrol direalisasikan dengan penulisan laser femtosecond dan modulasi kristal cair

Para peneliti di Jerman telah mengembangkan metode baru kontrol sinyal optik dengan menggabungkan penulisan laser femtosecond dan kristal cairmodulasi elektro-optik. Dengan menanamkan lapisan kristal cair ke dalam pandu gelombang, kontrol elektro-optik dari keadaan polarisasi balok direalisasikan. Teknologi ini membuka kemungkinan yang sama sekali baru untuk perangkat berbasis chip dan sirkuit fotonik kompleks yang dibuat menggunakan teknologi penulisan laser femtosecond. Tim peneliti merinci bagaimana mereka membuat pelat gelombang yang dapat merdu di 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 polarisasi cahaya pada dua panjang gelombang yang terlihat 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 intensitas tinggi di dalam bahan transparan. Ketika intensitas cahaya mencapai tingkat tertentu, balok mengubah sifat -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 balok bergerak melalui pandu gelombang dan melalui kristal cair, fase dan polarisasi balok berubah setelah medan listrik diterapkan. Selanjutnya, balok yang dimodulasi akan terus merambat melalui bagian kedua dari pandu gelombang, sehingga mencapai transmisi sinyal optik dengan karakteristik modulasi. Teknologi hibrida ini yang menggabungkan kedua teknologi ini memungkinkan keunggulan keduanya dalam perangkat yang sama: di satu sisi, kepadatan tinggi konsentrasi cahaya yang disebabkan oleh efek pandu gelombang, dan di sisi lain, penyesuaian tinggi kristal cair. Penelitian ini membuka cara baru untuk menggunakan sifat -sifat kristal cair untuk menanamkan pandu gelombang dalam volume keseluruhan perangkat sebagaiModulatoruntukperangkat fotonik.

Gambar 1 Para peneliti menanamkan lapisan kristal cair ke dalam pandu gelombang yang dibuat oleh 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 Waveguide Laser Femtosecond
Meskipunmodulasi optikDalam femtosecond laser waveguides 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 individu secara mandiri, dan mengurangi gangguan antara pandu gelombang yang berdekatan," kata 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, jadi masih ada banyak pekerjaan yang harus dilakukan sebelum teknologi dapat digunakan dalam praktik. Sebagai contoh, perangkat saat ini memodulasi semua pandu gelombang dengan cara yang sama, sehingga tim bekerja untuk mencapai kontrol independen dari masing -masing pandu gelombang individu.