El control electroòptic de la polarització es realitza mitjançant escriptura làser de femtosegons i modulació de cristalls líquids

Polarització electroòpticael control es realitza mitjançant escriptura làser de femtosegons i modulació de cristalls líquids

Investigadors a Alemanya han desenvolupat un nou mètode de control de senyals òptics combinant l'escriptura làser de femtosegons i el cristall líquid.modulació electroòpticaEn integrar una capa de cristall líquid a la guia d'ones, s'aconsegueix el control electroòptic de l'estat de polarització del feix. La tecnologia obre possibilitats completament noves per a dispositius basats en xips i circuits fotònics complexos fabricats amb tecnologia d'escriptura làser de femtosegons. L'equip de recerca va detallar com van fabricar plaques d'ones sintonitzables en guies d'ones de silici fusionat. Quan s'aplica un voltatge al cristall líquid, les molècules de cristall líquid giren, cosa que canvia l'estat de polarització de la llum transmesa a la guia d'ones. En els experiments realitzats, els investigadors van modular completament amb èxit la polarització de la llum a dues longituds d'ona visibles diferents (Figura 1).

Combinant dues tecnologies clau per aconseguir un progrés innovador en dispositius integrats fotònics 3D
La capacitat dels làsers de femtosegon per escriure amb precisió guies d'ona a l'interior del material, en lloc de només a la superfície, els converteix en una tecnologia prometedora per maximitzar el nombre de guies d'ona en un sol xip. La tecnologia funciona enfocant un feix làser d'alta intensitat dins d'un material transparent. Quan la intensitat de la llum arriba a un cert nivell, el feix canvia les propietats del material en el seu punt d'aplicació, igual que un bolígraf amb precisió de micres.
L'equip de recerca va combinar dues tècniques bàsiques de fotons per integrar una capa de cristalls líquids a la guia d'ones. A mesura que el feix viatja a través de la guia d'ones i a través del cristall líquid, la fase i la polarització del feix canvien un cop s'aplica un camp elèctric. Posteriorment, el feix modulat continuarà propagant-se a través de la segona part de la guia d'ones, aconseguint així la transmissió del senyal òptic amb característiques de modulació. Aquesta tecnologia híbrida que combina les dues tecnologies permet els avantatges de totes dues en el mateix dispositiu: d'una banda, l'alta densitat de concentració de llum provocada per l'efecte de la guia d'ones i, de l'altra, l'alta ajustabilitat del cristall líquid. Aquesta investigació obre noves maneres d'utilitzar les propietats dels cristalls líquids per integrar guies d'ones en el volum total dels dispositius.moduladorsperdispositius fotònics.

Figura 1 Els investigadors van integrar capes de cristall líquid en guies d'ones creades mitjançant escriptura làser directa, i el dispositiu híbrid resultant es podria utilitzar per canviar la polarització de la llum que passa a través de les guies d'ones.

Aplicació i avantatges del cristall líquid en la modulació de guia d'ones làser de femtosegons
Tot i quemodulació òpticaEn guies d'ona d'escriptura làser de femtosegons, anteriorment s'aconseguia principalment aplicant escalfament local a les guies d'ona, en aquest estudi, la polarització es controlava directament mitjançant cristalls líquids. "El nostre enfocament té diversos avantatges potencials: un menor consum d'energia, la capacitat de processar guies d'ona individuals de manera independent i una reducció de la interferència entre guies d'ona adjacents", assenyalen els investigadors. Per provar l'eficàcia del dispositiu, l'equip va injectar un làser a la guia d'ona i va modular la llum variant el voltatge aplicat a la capa de cristall líquid. Els canvis de polarització observats a la sortida són consistents amb les expectatives teòriques. Els investigadors també van descobrir que després d'integrar el cristall líquid amb la guia d'ona, les característiques de modulació del cristall líquid es van mantenir sense canvis. Els investigadors emfatitzen que l'estudi és només una prova de concepte, per la qual cosa encara queda molta feina per fer abans que la tecnologia es pugui utilitzar a la pràctica. Per exemple, els dispositius actuals modulen totes les guies d'ona de la mateixa manera, de manera que l'equip està treballant per aconseguir un control independent de cada guia d'ona individual.