PolarisationselektrooptiskKontroll realiseras genom femtosekund laserskrivning och flytande kristallmodulering
Forskare i Tyskland har utvecklat en ny metod för optisk signalkontroll genom att kombinera femtosekund laserskrivning och flytande kristallelektrooptisk modulering. Genom att inbäddas flytande kristallskikt i vågledaren realiseras den elektrooptiska kontrollen av strålpolarisationstillståndet. Tekniken öppnar helt nya möjligheter för chipbaserade enheter och komplexa fotoniska kretsar tillverkade med hjälp av femtosekund laserskrivningsteknologi. Forskningsteamet detaljerade hur de gjorde inställbara vågplattor i smält kiselvågledare. När en spänning appliceras på den flytande kristallen roterar vätskekristallmolekylerna, vilket ändrar polarisationstillståndet för det ljus som överförs i vågledaren. I de genomförda experimenten modulerade forskarna framgångsrikt polarisationen av ljus vid två olika synliga våglängder (figur 1).
Kombinera två nyckeltekniker för att uppnå innovativa framsteg i 3D -fotoniska integrerade enheter
Förmågan hos femtosekundslasrar att exakt skriva vågledare djupt inuti materialet, snarare än bara på ytan, gör dem till en lovande teknik för att maximera antalet vågledare på ett enda chip. Tekniken fungerar genom att fokusera en högintensiv laserstråle i ett transparent material. När ljusintensiteten når en viss nivå ändrar strålen egenskaperna hos materialet vid dess appliceringspunkt, precis som en penna med mikronnoggrannhet.
Forskningsteamet kombinerade två grundläggande fotontekniker för att bädda in ett lager av flytande kristaller i vågledaren. När strålen rör sig genom vågledaren och genom flytande kristallen, förändras fasen och polariseringen av strålen när ett elektriskt fält appliceras. Därefter kommer den modulerade strålen att fortsätta att sprida sig genom den andra delen av vågledaren och därmed uppnå överföring av den optiska signalen med moduleringsegenskaper. Denna hybridteknologi som kombinerar de två teknologierna möjliggör fördelarna med båda i samma anordning: å ena sidan den höga tätheten av ljuskoncentration som uppstår av vågledareffekten, och å andra sidan den höga justerbarheten av den flytande kristallen. Denna forskning öppnar upp nya sätt att använda egenskaperna hos flytande kristaller för att bädda in vågledare i den övergripande volymen av enheter sommodulatorerförfotoniska enheter.
Figur 1 Forskarna inbäddade flytande kristallskikt i vågledare skapade av direkt laserskrivning, och den resulterande hybridanordningen kan användas för att ändra polariseringen av ljus som passerar genom vågledarna
Applicering och fördelar med flytande kristall i femtosekund laservågledarmodulering
Även omoptisk moduleringI femtosekund laserskrivande vågledare uppnåddes tidigare främst genom att applicera lokal uppvärmning på vågledarna, i denna studie kontrollerades polarisering direkt genom att använda flytande kristaller. "Vårt tillvägagångssätt har flera potentiella fördelar: lägre kraftförbrukning, förmågan att bearbeta enskilda vågledare oberoende och minskade störningar mellan angränsande vågledare", konstaterar forskarna. För att testa enhetens effektivitet injicerade teamet en laser i vågledaren och modulerade ljuset genom att variera spänningen som applicerades på det flytande kristallskiktet. Polarisationsförändringarna som observerats vid utgången överensstämmer med teoretiska förväntningar. Forskarna fann också att efter att vätskekristallen var integrerad med vågledaren förblev moduleringsegenskaperna för vätskekristallen oförändrad. Forskarna betonar att studien bara är ett bevis på koncept, så det finns fortfarande mycket arbete som ska göras innan tekniken kan användas i praktiken. Till exempel modulerar nuvarande enheter alla vågledare på samma sätt, så teamet arbetar för att uppnå oberoende kontroll över varje enskild vågledare.
Inläggstid: maj-14-2024