Ang polarization electro-optic control ay natanto sa pamamagitan ng femtosecond laser writing at liquid crystal modulation

Polarisasyon electro-opticAng kontrol ay natanto sa pamamagitan ng femtosecond laser writing at liquid crystal modulation

Ang mga mananaliksik sa Germany ay nakabuo ng isang nobelang paraan ng optical signal control sa pamamagitan ng pagsasama ng femtosecond laser writing at liquid crystalelectro-optic modulasyon. Sa pamamagitan ng pag-embed ng likidong kristal na layer sa waveguide, ang electro-optical na kontrol ng estado ng polarization ng beam ay natanto. Ang teknolohiya ay nagbubukas ng ganap na bagong mga posibilidad para sa mga aparatong nakabatay sa chip at mga kumplikadong photonic circuit na ginawa gamit ang teknolohiya ng pagsulat ng femtosecond laser. Idinetalye ng pangkat ng pananaliksik kung paano sila gumawa ng mga tunable wave plate sa mga fused na silicon waveguides. Kapag ang isang boltahe ay inilapat sa likidong kristal, ang mga molekula ng likidong kristal ay umiikot, na nagbabago sa estado ng polarisasyon ng liwanag na ipinadala sa waveguide. Sa mga eksperimento na isinagawa, matagumpay na nabago ng mga mananaliksik ang polariseysyon ng liwanag sa dalawang magkaibang nakikitang wavelength (Larawan 1).

Pinagsasama-sama ang dalawang pangunahing teknolohiya upang makamit ang makabagong pag-unlad sa 3D photonic integrated device
Ang kakayahan ng mga femtosecond laser na tumpak na magsulat ng mga waveguides sa loob ng materyal, sa halip na sa ibabaw lamang, ay ginagawa silang isang promising na teknolohiya upang i-maximize ang bilang ng mga waveguides sa isang chip. Gumagana ang teknolohiya sa pamamagitan ng pagtutok sa isang high-intensity laser beam sa loob ng isang transparent na materyal. Kapag ang intensity ng liwanag ay umabot sa isang tiyak na antas, binabago ng beam ang mga katangian ng materyal sa punto ng aplikasyon nito, tulad ng panulat na may katumpakan ng micron.
Pinagsama ng pangkat ng pananaliksik ang dalawang pangunahing pamamaraan ng photon upang mag-embed ng isang layer ng mga likidong kristal sa waveguide. Habang ang sinag ay naglalakbay sa pamamagitan ng waveguide at sa pamamagitan ng likidong kristal, ang yugto at polarisasyon ng sinag ay nagbabago kapag ang isang electric field ay inilapat. Kasunod nito, ang modulated beam ay patuloy na magpapalaganap sa ikalawang bahagi ng waveguide, kaya nakakamit ang paghahatid ng optical signal na may mga katangian ng modulasyon. Ang hybrid na teknolohiyang ito na pinagsasama ang dalawang teknolohiya ay nagbibigay-daan sa mga pakinabang ng pareho sa parehong device: sa isang banda, ang mataas na density ng light concentration na dulot ng waveguide effect, at sa kabilang banda, ang mataas na adjustability ng liquid crystal. Ang pananaliksik na ito ay nagbubukas ng mga bagong paraan upang gamitin ang mga katangian ng mga likidong kristal upang i-embed ang mga waveguide sa kabuuang dami ng mga device bilangmga modulatorpara samga kagamitang photonic.

Figure 1 Ang mga mananaliksik ay nag-embed ng mga likidong kristal na layer sa mga waveguides na nilikha ng direktang pagsulat ng laser, at ang resultang hybrid na aparato ay maaaring magamit upang baguhin ang polarization ng liwanag na dumadaan sa mga waveguides.

Application at mga pakinabang ng likidong kristal sa femtosecond laser waveguide modulation
Bagamanoptical modulasyonsa femtosecond laser writing waveguides ay dati nang nakamit lalo na sa pamamagitan ng paglalapat ng lokal na pagpainit sa mga waveguides, sa pag-aaral na ito, ang polariseysyon ay direktang kinokontrol sa pamamagitan ng paggamit ng mga likidong kristal. "Ang aming diskarte ay may ilang mga potensyal na pakinabang: mas mababang pagkonsumo ng kuryente, ang kakayahang magproseso ng mga indibidwal na waveguides nang nakapag-iisa, at nabawasan ang interference sa pagitan ng mga katabing waveguides," ang tala ng mga mananaliksik. Upang subukan ang pagiging epektibo ng aparato, ang koponan ay nag-inject ng laser sa waveguide at binago ang liwanag sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng boltahe na inilapat sa likidong kristal na layer. Ang mga pagbabago sa polariseysyon na naobserbahan sa output ay pare-pareho sa mga teoretikal na inaasahan. Natuklasan din ng mga mananaliksik na pagkatapos na maisama ang likidong kristal sa waveguide, ang mga katangian ng modulasyon ng likidong kristal ay nanatiling hindi nagbabago. Binibigyang-diin ng mga mananaliksik na ang pag-aaral ay isang patunay lamang ng konsepto, kaya marami pa ring kailangang gawin bago magamit ang teknolohiya sa pagsasanay. Halimbawa, ang mga kasalukuyang device ay nagmo-modulate sa lahat ng waveguide sa parehong paraan, kaya ang koponan ay nagsusumikap upang makamit ang independiyenteng kontrol ng bawat indibidwal na waveguide.