Поляризація електрооптичного управління реалізується за допомогою фемтосекундного лазерного письма та рідкокристалічної модуляції

Поляризаційний електрооптичнийКонтроль реалізується за допомогою фемтосекундного лазерного письма та рідкокристалічної модуляції

Дослідники Німеччини розробили новий метод контролю оптичного сигналу, поєднуючи фемтосекундне лазерне написання та рідкий кристалЕлектрооптична модуляція. Втілюючи рідкий кристалічний шар у хвилевод, реалізується електрооптичний контроль стану поляризації променя. Технологія відкриває абсолютно нові можливості для пристроїв на основі чіпів та складних фотонних схем, зроблених за допомогою фемтосекундної технології лазерного письма. Дослідницька група детально розповідала про те, як вони зробили регульовані хвильові таблички в плавлених хвилеводах кремнію. Коли напруга наноситься на рідкий кристал, молекули рідкого кристала обертаються, що змінює стан поляризації світла, що передається у хвилеводу. У проведених експериментах дослідники успішно повністю модулювали поляризацію світла на двох різних видимих ​​довжинах хвилі (мал. 1).

Поєднання двох ключових технологій для досягнення інноваційного прогресу в 3D -фотонних інтегрованих пристроях
Здатність фемтосекундних лазерів точно писати хвилеводи глибоко всередині матеріалу, а не просто на поверхні, робить їх перспективною технологією для максимізації кількості хвилеводів на одному мікросхемі. Технологія працює, фокусуючи лазерний промінь високої інтенсивності всередині прозорого матеріалу. Коли інтенсивність світла досягає певного рівня, промінь змінює властивості матеріалу в його точці застосування, як ручка з точністю мікрона.
Дослідницька група поєднала дві основні методи фотонів для вбудовування шару рідких кристалів у хвилевод. Коли промінь проходить через хвилевод і через рідкий кристал, фаза та поляризація зміни променя після нанесення електричного поля. Згодом модульований промінь продовжуватиме поширюватися через другу частину хвилеводу, таким чином досягаючи передачі оптичного сигналу з характеристиками модуляції. Ця гібридна технологія, що поєднує дві технології, дає переваги обох в одному пристрої: з одного боку, висока щільність концентрації світла, спричинена ефектом хвилеводу, а з іншого - високої регулювання рідкого кристала. Це дослідження відкриває нові способи використання властивостей рідких кристалів для вбудовування хвилеводів у загальний об'єм пристроїв якмодуляторидляФотонічні пристрої.

Фіг.1 Дослідники вбудували рідкокристалічні шари в хвилеводи, створені прямим лазерним написанням, і отриманий гібридний пристрій може бути використаний для зміни поляризації світла, що проходить через хвилеводи

Застосування та переваги рідкого кристала у фемтосекундній модуляції лазерної хвилеводу
Хочоптична модуляціяУ фемтосекундному лазерному письмі хвилеводи раніше були досягнуті насамперед шляхом застосування локального нагрівання до хвилеводів, у цьому дослідженні поляризацію безпосередньо контролювали за допомогою рідких кристалів. "Наш підхід має кілька потенційних переваг: менший споживання електроенергії, здатність обробляти індивідуальні хвилеводи незалежно та зменшити перешкоди між сусідніми хвилеводами", - зазначають дослідники. Щоб перевірити ефективність пристрою, команда вводила лазер у хвилевод і модулювала світло, змінюючи напругу, що застосовується до рідкого кристалічного шару. Зміни поляризації, що спостерігаються на виході, узгоджуються з теоретичними очікуваннями. Дослідники також встановили, що після інтеграції рідкого кристала з хвилеводом характеристики модуляції рідкого кристала залишалися незмінними. Дослідники підкреслюють, що дослідження є лише доказом концепції, тому ще багато роботи потрібно зробити, перш ніж технологія може бути використана на практиці. Наприклад, поточні пристрої модулюють усі хвилеводи однаково, тому команда працює над досягненням незалежного контролю кожного окремого хвилеводу.