Polarisatie elektro-optiekControle wordt gerealiseerd door femtoseconde laserschrijven en vloeibare kristalmodulatie
Onderzoekers in Duitsland hebben een nieuwe methode voor optische signaalregeling ontwikkeld door femtoseconde laserschrijven en vloeibare kristal te combinerenelektro-optische modulatie. Door vloeibare kristallaag in het golfgeleider in te bedden, wordt de elektro-optische controle van de bundelpolarisatietoestand gerealiseerd. De technologie opent volledig nieuwe mogelijkheden voor op chip gebaseerde apparaten en complexe fotonische circuits gemaakt met behulp van femtoseconde laserwritingtechnologie. Het onderzoeksteam heeft gedetailleerd hoe ze afstembare golfplaten hebben gemaakt in gefuseerde siliciumgolfgeleiders. Wanneer een spanning wordt uitgeoefend op het vloeibare kristal, roteren de vloeibare kristalmoleculen, die de polarisatietoestand van het licht in de golfgeleider verandert. In de uitgevoerde experimenten moduleerden de onderzoekers met succes de polarisatie van het licht volledig bij twee verschillende zichtbare golflengten (figuur 1).
Het combineren van twee belangrijke technologieën om innovatieve vooruitgang te bereiken in 3D -fotonische geïntegreerde apparaten
Het vermogen van femtoseconde -lasers om golfgeleiders precies in het materiaal te schrijven, in plaats van alleen op het oppervlak, maakt ze een veelbelovende technologie om het aantal golfgeleiders op een enkele chip te maximaliseren. De technologie werkt door een laserstraal met hoge intensiteit te concentreren in een transparant materiaal. Wanneer de lichtintensiteit een bepaald niveau bereikt, verandert de straal de eigenschappen van het materiaal op het toepassingspunt, net als een pen met een nauwkeurigheid van de micron.
Het onderzoeksteam combineerde twee basis fotonentechnieken om een laag vloeibare kristallen in de golfgeleider in te bedden. Terwijl de bundel door de golfgeleider en door het vloeibare kristal reist, is de fase en polarisatie van de straalverandering zodra een elektrisch veld is toegepast. Vervolgens zal de gemoduleerde balk zich blijven voortplanten door het tweede deel van de golfgeleider, waardoor de transmissie van het optische signaal met modulatiekenmerken wordt bereikt. Deze hybride technologie die de twee technologieën combineert, maakt de voordelen van beide in hetzelfde apparaat mogelijk: enerzijds de hoge dichtheid van de lichtconcentratie veroorzaakt door het golfgeleidereffect, en anderzijds, de hoge aanpasbaarheid van het vloeibare kristal. Dit onderzoek opent nieuwe manieren om de eigenschappen van vloeibare kristallen te gebruiken om golfgeleiders in het totale volume van apparaten in te sluiten alsmodulatorenvoorfotonische apparaten.
Figuur 1 De onderzoekers hebben vloeibare kristallagen ingebed in golfgeleiders gecreëerd door direct laserschrijven en het resulterende hybride apparaat kan worden gebruikt om de polarisatie van licht door de golfgeleiders te veranderen
Toepassing en voordelen van vloeibaar kristal in femtoseconde lasergolfgeleider -modulatie
Hoeweloptische modulatieIn femtoseconde laserschrijfgolfgeleiders werd eerder voornamelijk bereikt door lokale verwarming toe te passen op de golfgeleiders, in deze studie werd polarisatie direct geregeld met behulp van vloeibare kristallen. "Onze aanpak heeft verschillende potentiële voordelen: lager stroomverbruik, het vermogen om individuele golfgeleiders onafhankelijk te verwerken, en verminderde interferentie tussen aangrenzende golfgeleiders," merken de onderzoekers op. Om de effectiviteit van het apparaat te testen, heeft het team een laser in de golfgeleider geïnjecteerd en het licht gemoduleerd door de spanning op de vloeibare kristallaag te variëren. De polarisatieveranderingen die worden waargenomen bij de output zijn consistent met theoretische verwachtingen. De onderzoekers ontdekten ook dat nadat het vloeibare kristal was geïntegreerd met de golfgeleider, de modulatiekenmerken van het vloeibare kristal ongewijzigd bleven. De onderzoekers benadrukken dat de studie slechts een proof of concept is, dus er is nog veel werk te doen voordat de technologie in de praktijk kan worden gebruikt. Huidige apparaten moduleren bijvoorbeeld alle golfgeleiders op dezelfde manier, dus het team werkt aan het bereiken van onafhankelijke controle van elke individuele golfgeleider.
Posttijd: 14-2024 mei