Ηλεκτρο-οπτική πόλωσηΟ έλεγχος πραγματοποιείται με τη γραφή λέιζερ Femtosecond και τη διαμόρφωση υγρών κρυστάλλων
Οι ερευνητές στη Γερμανία έχουν αναπτύξει μια νέα μέθοδο οπτικού ελέγχου σήματος συνδυάζοντας τη γραφή λέιζερ femtosecond και το υγρό κρυστάλλιοηλεκτρο-οπτική διαμόρφωση. Με την ενσωμάτωση στρώματος υγρών κρυστάλλων στον κυματοδηγό, πραγματοποιείται ο ηλεκτρο-οπτικός έλεγχος της κατάστασης πόλωσης δέσμης. Η τεχνολογία ανοίγει εντελώς νέες δυνατότητες για συσκευές που βασίζονται σε τσιπ και σύνθετα φωτονικά κυκλώματα που κατασκευάζονται με τη χρήση τεχνολογίας γραφής λέιζερ femtosecond. Η ερευνητική ομάδα περιγράφει λεπτομερώς τον τρόπο με τον οποίο έκαναν συντονισμένες πλάκες κύματος σε κυματοδηγούς πυριτίου. Όταν εφαρμόζεται τάση στον υγρό κρύσταλλο, τα μόρια υγρών κρυστάλλων περιστρέφονται, γεγονός που αλλάζει την κατάσταση πόλωσης του φωτός που μεταδίδεται στον κυματοδηγό. Στα πειράματα που διεξήχθησαν, οι ερευνητές διαμόρφωσαν επιτυχώς την πόλωση του φωτός σε δύο διαφορετικά ορατά μήκη κύματος (Εικόνα 1).
Συνδυάζοντας δύο βασικές τεχνολογίες για την επίτευξη καινοτόμων προόδου σε 3D φωτονικές ολοκληρωμένες συσκευές
Η ικανότητα των λέιζερ femtosecond να γράφουν με ακρίβεια κυματοδηγούς βαθιά μέσα στο υλικό, και όχι μόνο στην επιφάνεια, τους καθιστά μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για να μεγιστοποιήσουν τον αριθμό των κυματοδηγών σε ένα μόνο τσιπ. Η τεχνολογία λειτουργεί εστιάζοντας μια δέσμη λέιζερ υψηλής έντασης μέσα σε ένα διαφανές υλικό. Όταν η ένταση του φωτός φτάσει σε ένα ορισμένο επίπεδο, η δέσμη αλλάζει τις ιδιότητες του υλικού στο σημείο εφαρμογής του, ακριβώς όπως ένα στυλό με ακρίβεια μικρών.
Η ερευνητική ομάδα συνένωσε δύο βασικές τεχνικές φωτονίων για να ενσωματώσει ένα στρώμα υγρών κρυστάλλων στον κυματοδηγό. Καθώς η δέσμη ταξιδεύει μέσω του κυματοδηγού και μέσω του υγρού κρυστάλλου, η φάση και η πόλωση της αλλαγής δέσμης μόλις εφαρμοστεί ένα ηλεκτρικό πεδίο. Στη συνέχεια, η διαμορφωμένη δέσμη θα συνεχίσει να διαδίδεται μέσω του δεύτερου τμήματος του κυματοδηγού, επιτυγχάνοντας έτσι τη μετάδοση του οπτικού σήματος με χαρακτηριστικά διαμόρφωσης. Αυτή η υβριδική τεχνολογία που συνδυάζει τις δύο τεχνολογίες επιτρέπει τα πλεονεκτήματα και των δύο στην ίδια συσκευή: αφενός, την υψηλή πυκνότητα της συγκέντρωσης φωτός που προκαλείται από το φαινόμενο του κυματοδηγού και, αφετέρου, την υψηλή προσαρμογή του υγρού κρυστάλλου. Αυτή η έρευνα ανοίγει νέους τρόπους χρήσης των ιδιοτήτων των υγρών κρυστάλλων για να ενσωματωθούν κυματοδηγοί στο συνολικό όγκο των συσκευών ωςδιαμορφωτέςγιαφωτονικές συσκευές.
Σχήμα 1 Οι ερευνητές ενσωματώθηκαν στρώματα υγρών κρυστάλλων σε κυματοδηγούς που δημιουργήθηκαν με άμεση γραφή λέιζερ και η προκύπτουσα υβριδική συσκευή θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για να αλλάξει την πόλωση του φωτός που διέρχεται από τους κυματοδηγούς
Εφαρμογή και πλεονεκτήματα του υγρού κρυστάλλου στη διαμόρφωση κυματοδηγού λέιζερ Femtosecond
Αν καιοπτική διαμόρφωσηΣτα φεμνοδευτερόλεπτα λέιζερ γραφής κυματοδηγών είχε προηγουμένως επιτευχθεί κυρίως εφαρμόζοντας τοπική θέρμανση στους κυματοδηγούς, σε αυτή τη μελέτη, η πόλωση ελέγχθηκε άμεσα με τη χρήση υγρών κρυστάλλων. "Η προσέγγισή μας έχει πολλά πιθανά πλεονεκτήματα: χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας, την ικανότητα επεξεργασίας μεμονωμένων κυματοδηγών ανεξάρτητα και μειωμένη παρεμβολή μεταξύ παρακείμενων κυματοδηγών", σημειώνουν οι ερευνητές. Για να ελέγξει την αποτελεσματικότητα της συσκευής, η ομάδα έβαλε ένα λέιζερ στον κυματοδηγό και διαμόρφωσε το φως μεταβάλλοντας την τάση που εφαρμόζεται στο στρώμα υγρού κρυστάλλου. Οι αλλαγές πόλωσης που παρατηρήθηκαν στην έξοδο είναι συνεπείς με τις θεωρητικές προσδοκίες. Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι μετά την ενσωμάτωση του υγρού κρυστάλλου με τον κυματοδηγό, τα χαρακτηριστικά διαμόρφωσης του υγρού κρυστάλλου παρέμειναν αμετάβλητα. Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι η μελέτη είναι απλώς μια απόδειξη της έννοιας, επομένως υπάρχει ακόμα πολλή δουλειά που πρέπει να γίνει πριν η τεχνολογία μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην πράξη. Για παράδειγμα, οι τρέχουσες συσκευές διαμορφώνουν όλους τους κυματοδηγούς με τον ίδιο τρόπο, οπότε η ομάδα εργάζεται για να επιτύχει ανεξάρτητο έλεγχο κάθε μεμονωμένου κυματοδηγού.
Χρόνος δημοσίευσης: Μάιος-14-2024