Polarització electro-òpticaEl control es realitza mitjançant l'escriptura làser de femtosegons i la modulació de cristall líquid
Investigadors alemanys han desenvolupat un nou mètode de control del senyal òptic combinant l'escriptura làser de femtosegons i el cristall líquid.modulació electro-òptica. En incrustar una capa de cristall líquid a la guia d'ones, es realitza el control electro-òptic de l'estat de polarització del feix. La tecnologia obre possibilitats completament noves per a dispositius basats en xips i circuits fotònics complexos fets amb tecnologia d'escriptura làser de femtosegons. L'equip d'investigació va detallar com van fer plaques d'ona sintonitzables en guies d'ones de silici fos. Quan s'aplica una tensió al cristall líquid, les molècules de cristall líquid giren, la qual cosa canvia l'estat de polarització de la llum transmesa a la guia d'ones. En els experiments realitzats, els investigadors van modular completament 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 femtosegons per escriure guies d'ona amb precisió 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 raig 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 una precisió de micres.
L'equip d'investigació va combinar dues tècniques bàsiques de fotons per incrustar 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 per la segona part de la guia d'ona, aconseguint així la transmissió del senyal òptic amb característiques de modulació. Aquesta tecnologia híbrida que combina les dues tecnologies permet els avantatges d'ambdues en un mateix dispositiu: d'una banda, l'alta densitat de concentració de llum provocada per l'efecte de guia d'ona, i d'altra banda, l'alta ajustabilitat del cristall líquid. Aquesta investigació obre noves maneres d'utilitzar les propietats dels cristalls líquids per incrustar guies d'ones en el volum total dels dispositius commoduladorsperdispositius fotònics.
Figura 1 Els investigadors van incrustar capes de cristall líquid en guies d'ones creades per escriptura làser directa, i el dispositiu híbrid resultant es podria utilitzar per canviar la polarització de la llum que passa per les guies d'ones.
Aplicació i avantatges del cristall líquid en la modulació de guies d'ones làser de femtosegons
Encara quemodulació òpticaen les guies d'ona d'escriptura làser de femtosegons anteriorment s'aconseguia principalment aplicant un escalfament local a les guies d'ones, en aquest estudi, la polarització es controlava directament mitjançant l'ús de cristalls líquids. "El nostre enfocament té diversos avantatges potencials: menor consum d'energia, la capacitat de processar guies d'ones individuals de manera independent i reducció de la interferència entre guies d'ones adjacents", assenyalen els investigadors. Per provar l'eficàcia del dispositiu, l'equip va injectar un làser a la guia d'ones i va modular la llum variant el voltatge aplicat a la capa de cristall líquid. Els canvis de polarització observats a la sortida són coherents amb les expectatives teòriques. Els investigadors també van trobar que després d'integrar el cristall líquid amb la guia d'ones, les característiques de modulació del cristall líquid es van mantenir sense canvis. Els investigadors subratllen que l'estudi és només una prova de concepte, de manera que 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 treballa per aconseguir un control independent de cada guia d'ones individual.
Hora de publicació: 14-maig-2024