Polarisering Elektrooptisk kontroll realiseres ved femtosekund laserskriving og flytende krystallmodulasjon

Polarisering elektrooptiskKontroll realiseres ved femtosekund laserskriving og flytende krystallmodulasjon

Forskere i Tyskland har utviklet en ny metode for optisk signalkontroll ved å kombinere femtosekund laserskriving og flytende krystallElektrooptisk modulasjon. Ved å legge inn flytende krystalllag i bølgelederen, realiseres den elektrooptiske kontrollen av strålepolarisasjonstilstanden. Teknologien åpner for helt nye muligheter for brikkebaserte enheter og komplekse fotoniske kretsløp laget med femtosekund laserskrivingsteknologi. Forskerteamet detaljerte hvordan de laget avstembare bølgeplater i smeltede silisiumbølgeledere. Når en spenning påføres væskekrystallen, roterer flytende krystallmolekyler, noe som endrer polarisasjonstilstanden til lyset som overføres i bølgelederen. I eksperimentene som ble utført, modulerte forskerne vellykket polarisering av lys ved to forskjellige synlige bølgelengder (figur 1).

Å kombinere to viktige teknologier for å oppnå innovative fremskritt i 3D -fotoniske integrerte enheter
Evnen til femtosekundlasere til å skrive bølgeledere dypt inne i materialet, i stedet for bare på overflaten, gjør dem til en lovende teknologi for å maksimere antall bølgeledere på en enkelt brikke. Teknologien fungerer ved å fokusere en laserstråle med høy intensitet inne i et gjennomsiktig materiale. Når lysintensiteten når et visst nivå, endrer strålen egenskapene til materialet på dets påføringspunkt, akkurat som en penn med mikron nøyaktighet.
Forskerteamet kombinerte to grunnleggende fotonteknikker for å legge inn et lag med flytende krystaller i bølgelederen. Når bjelken reiser gjennom bølgelederen og gjennom den flytende krystallen, endres fasen og polarisasjonen av bjelkeendringen når et elektrisk felt er påført. Deretter vil den modulerte strålen fortsette å forplante seg gjennom den andre delen av bølgelederen, og dermed oppnå overføring av det optiske signalet med modulasjonsegenskaper. Denne hybridteknologien som kombinerer de to teknologiene muliggjør fordelene med begge i samme enhet: på den ene siden, den høye tettheten av lyskonsentrasjon som er forårsaket av bølgelederneffekten, og på den andre siden den høye justerbarheten til den flytende krystallen. Denne forskningen åpner for nye måter å bruke egenskapene til flytende krystaller for å legge inn bølgeledere i det totale volumet av enheter sommodulatorertilFotoniske enheter.

Figur 1 Forskerne innebygde flytende krystalllag i bølgeledere opprettet ved direkte laserskriving, og den resulterende hybridinnretningen kan brukes til å endre polarisering av lys som passerer gjennom bølgeledere

Påføring og fordeler med flytende krystall i femtosekund laserbølgeledermodulasjon
Menoptisk modulasjonI femtosekund ble laserskriving bølgeledere tidligere oppnådd først og fremst ved å bruke lokal oppvarming på bølgeledere, i denne studien ble polarisering direkte kontrollert ved å bruke flytende krystaller. "Vår tilnærming har flere potensielle fordeler: lavere strømforbruk, evnen til å behandle individuelle bølgeledere uavhengig og redusert interferens mellom tilstøtende bølgeledere," bemerker forskerne. For å teste enhetens effektivitet injiserte teamet en laser i bølgelederen og modulerte lyset ved å variere spenningen som ble påført på det flytende krystalllaget. Polarisasjonsendringene som er observert ved produksjonen stemmer overens med teoretiske forventninger. Forskerne fant også at etter at den flytende krystallen ble integrert med bølgelederen, forble modulasjonsegenskapene til den flytende krystallen uendret. Forskerne understreker at studien bare er et bevis på konsept, så det er fremdeles mye arbeid som skal gjøres før teknologien kan brukes i praksis. For eksempel modulerer nåværende enheter alle bølgeledere på samme måte, så teamet jobber for å oppnå uavhengig kontroll av hver enkelt bølgeleder.