Ang kontrol sa electro-optic ng polarisasyon ay naisasagawa sa pamamagitan ng pagsulat ng femtosecond laser at modulasyon ng likidong kristal

Polarisasyon electro-opticAng kontrol ay naisasagawa sa pamamagitan ng pagsulat ng femtosecond laser at modulasyon ng likidong kristal

Ang mga mananaliksik sa Germany ay nakabuo ng isang nobelang paraan ng pagkontrol ng optical signal sa pamamagitan ng pagsasama ng femtosecond laser writing at liquid crystal.modulasyong elektro-optikoSa pamamagitan ng paglalagay ng liquid crystal layer sa waveguide, naisasakatuparan ang electro-optical control ng beam polarization state. Nagbubukas ang teknolohiya ng mga bagong posibilidad para sa mga chip-based device at mga kumplikadong photonic circuit na ginawa gamit ang femtosecond laser writing technology. Idinetalye ng research team kung paano sila gumawa ng mga tunable wave plate sa mga fused silicon waveguide. Kapag ang boltahe ay inilapat sa liquid crystal, umiikot ang mga liquid crystal molecule, na nagbabago sa polarization state ng liwanag na ipinapadala sa waveguide. Sa mga eksperimentong isinagawa, matagumpay na na-modulate ng mga mananaliksik ang polarization ng liwanag sa dalawang magkaibang visible wavelength (Figure 1).

Pinagsasama ang dalawang pangunahing teknolohiya upang makamit ang makabagong pag-unlad sa mga 3D photonic integrated device
Ang kakayahan ng mga femtosecond laser na tumpak na magsulat ng mga waveguide sa loob ng materyal, sa halip na sa ibabaw lamang, ay ginagawa silang isang promising na teknolohiya upang ma-maximize ang bilang ng mga waveguide sa isang chip. Gumagana ang teknolohiya sa pamamagitan ng pagtutuon ng 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 isang panulat na may micron accuracy.
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 beam ay naglalakbay sa waveguide at sa likidong kristal, ang phase at polarization ng beam ay nagbabago kapag ang isang electric field ay inilapat. Kasunod nito, ang modulated beam ay patuloy na lalaganap sa ikalawang bahagi ng waveguide, sa gayon ay nakakamit ang transmission ng optical signal na may mga katangian ng modulation. Ang hybrid na teknolohiyang ito na pinagsasama ang dalawang teknolohiya ay nagbibigay-daan sa mga bentahe ng pareho sa iisang device: sa isang banda, ang mataas na density ng konsentrasyon ng liwanag na dulot ng waveguide effect, at sa kabilang banda, ang mataas na adjustability ng likidong kristal. Ang pananaliksik na ito ay nagbubukas ng mga bagong paraan upang magamit ang mga katangian ng mga likidong kristal upang mag-embed ng mga waveguide sa kabuuang volume ng mga device bilangmga modulatorpara samga aparatong potonik.

Pigura 1 Naglagay ang mga mananaliksik ng mga layer ng liquid crystal sa mga waveguide na nilikha sa pamamagitan ng direktang pagsulat ng laser, at ang nagresultang hybrid device ay maaaring gamitin upang baguhin ang polarisasyon ng liwanag na dumadaan sa mga waveguide.

Aplikasyon at mga bentahe ng likidong kristal sa femtosecond laser waveguide modulation
Bagama'tmodulasyong optikalSa femtosecond laser writing, ang mga waveguide ay dating nakamit pangunahin sa pamamagitan ng paglalapat ng lokal na pag-init sa mga waveguide, sa pag-aaral na ito, ang polarization ay direktang kinokontrol gamit ang mga liquid crystal. "Ang aming diskarte ay may ilang mga potensyal na bentahe: mas mababang pagkonsumo ng kuryente, ang kakayahang iproseso ang mga indibidwal na waveguide nang nakapag-iisa, at nabawasan ang interference sa pagitan ng mga katabing waveguide," sabi ng mga mananaliksik. Upang masubukan ang bisa ng device, ang team ay nag-inject ng laser sa waveguide at binago ang liwanag sa pamamagitan ng pag-iiba-iba ng boltahe na inilapat sa liquid crystal layer. Ang mga pagbabago sa polarization na naobserbahan sa output ay naaayon sa mga teoretikal na inaasahan. Natuklasan din ng mga mananaliksik na pagkatapos maisama ang liquid crystal sa waveguide, ang mga katangian ng modulation ng liquid crystal ay nanatiling hindi nagbabago. Binigyang-diin ng mga mananaliksik na ang pag-aaral ay isa lamang patunay ng konsepto, kaya marami pa ring kailangang gawin bago magamit ang teknolohiya sa pagsasagawa. Halimbawa, ang mga kasalukuyang device ay nagmo-modulate sa lahat ng waveguide sa parehong paraan, kaya ang team ay nagsusumikap upang makamit ang malayang kontrol ng bawat indibidwal na waveguide.