Polarizācijas elektrooptiskāvadība tiek realizēta ar femtosekundes lāzera rakstīšanu un šķidro kristālu modulāciju
Vācijas pētnieki ir izstrādājuši jaunu optiskā signāla vadības metodi, apvienojot femtosekundes lāzera rakstīšanu un šķidro kristālu tehnoloģiju.elektrooptiskā modulācijaIestrādājot šķidro kristālu slāni viļņvadā, tiek realizēta staru kūļa polarizācijas stāvokļa elektrooptiskā vadība. Šī tehnoloģija paver pilnīgi jaunas iespējas mikroshēmu ierīcēm un sarežģītām fotoniskām shēmām, kas izgatavotas, izmantojot femtosekundes lāzera rakstīšanas tehnoloģiju. Pētnieku komanda detalizēti aprakstīja, kā viņi izgatavoja regulējamas viļņu plāksnes kausēta silīcija viļņvados. Kad šķidrajam kristālam tiek pielikts spriegums, šķidro kristālu molekulas rotē, kas maina viļņvadā pārraidītās gaismas polarizācijas stāvokli. Veiktajos eksperimentos pētnieki veiksmīgi pilnībā modulēja gaismas polarizāciju divos dažādos redzamos viļņu garumos (1. attēls).
Apvienojot divas galvenās tehnoloģijas, lai panāktu inovatīvu progresu 3D fotoniskās integrētās ierīcēs
Femtosekundes lāzeru spēja precīzi ierakstīt viļņvadus dziļi materiāla iekšpusē, nevis tikai uz virsmas, padara tos par daudzsološu tehnoloģiju, lai maksimāli palielinātu viļņvadu skaitu vienā mikroshēmā. Tehnoloģija darbojas, fokusējot augstas intensitātes lāzera staru caurspīdīgā materiālā. Kad gaismas intensitāte sasniedz noteiktu līmeni, stars maina materiāla īpašības tā pielietošanas vietā, gluži kā pildspalva ar mikrona precizitāti.
Pētnieku komanda apvienoja divas pamata fotonu metodes, lai viļņvadā iestrādātu šķidro kristālu slāni. Staram pārvietojoties caur viļņvadu un caur šķidro kristālu, stara fāze un polarizācija mainās, kad tiek pielikts elektriskais lauks. Pēc tam modulētais stars turpina izplatīties caur viļņvada otro daļu, tādējādi panākot optiskā signāla pārraidi ar modulācijas īpašībām. Šī hibrīdtehnoloģija, kas apvieno abas tehnoloģijas, ļauj vienā ierīcē izmantot abu tehnoloģiju priekšrocības: no vienas puses, augstu gaismas koncentrācijas blīvumu, ko rada viļņvada efekts, un, no otras puses, augstu šķidro kristālu regulējamību. Šis pētījums paver jaunus veidus, kā izmantot šķidro kristālu īpašības, lai iestrādātu viļņvadus ierīču kopējā tilpumā.modulatoripriekšfotoniskās ierīces.
1. attēls. Pētnieki iestrādāja šķidro kristālu slāņus viļņvados, kas izveidoti ar tiešu lāzerrakstīšanu, un iegūto hibrīdierīci varēja izmantot, lai mainītu caur viļņvadiem plūstošās gaismas polarizāciju.
Šķidro kristālu pielietojums un priekšrocības femtosekundes lāzera viļņvada modulācijā
Lai ganoptiskā modulācijaJa iepriekš femtosekundes lāzera rakstīšanas viļņvados polarizācija tika panākta galvenokārt, pielietojot lokālu sildīšanu viļņvadiem, šajā pētījumā polarizācija tika tieši kontrolēta, izmantojot šķidros kristālus. "Mūsu pieejai ir vairākas potenciālas priekšrocības: zemāks enerģijas patēriņš, spēja apstrādāt atsevišķus viļņvadus neatkarīgi un samazināti traucējumi starp blakus esošajiem viļņvadiem," norāda pētnieki. Lai pārbaudītu ierīces efektivitāti, komanda injicēja lāzeru viļņvadā un modulēja gaismu, mainot šķidro kristālu slānim pielikto spriegumu. Izejā novērotās polarizācijas izmaiņas atbilst teorētiskajām cerībām. Pētnieki arī atklāja, ka pēc šķidro kristālu integrācijas ar viļņvadu šķidro kristālu modulācijas raksturlielumi palika nemainīgi. Pētnieki uzsver, ka pētījums ir tikai koncepcijas pierādījums, tāpēc vēl ir daudz darāmā, pirms tehnoloģiju var izmantot praksē. Piemēram, pašreizējās ierīces modulē visus viļņvadus vienādi, tāpēc komanda strādā pie tā, lai panāktu katra atsevišķā viļņvada neatkarīgu kontroli.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 14. maijs