Polarizasyon elektro-optikkontrol, femtosaniye lazer yazımı ve sıvı kristal modülasyonu ile gerçekleştirilir
Almanya'daki araştırmacılar, femtosaniye lazer yazımı ve sıvı kristali birleştirerek yeni bir optik sinyal kontrol yöntemi geliştirdilerelektro-optik modülasyon. Sıvı kristal katmanını dalga kılavuzuna yerleştirerek, ışın polarizasyon durumunun elektro-optik kontrolü gerçekleştirilir. Teknoloji, femtosaniye lazer yazma teknolojisi kullanılarak yapılan çip tabanlı cihazlar ve karmaşık fotonik devreler için tamamen yeni olasılıklar açar. Araştırma ekibi, kaynaştırılmış silikon dalga kılavuzlarında ayarlanabilir dalga plakalarını nasıl yaptıklarını ayrıntılı olarak açıkladı. Sıvı kristale bir voltaj uygulandığında, sıvı kristal molekülleri döner ve bu da dalga kılavuzunda iletilen ışığın polarizasyon durumunu değiştirir. Yapılan deneylerde, araştırmacılar iki farklı görünür dalga boyundaki ışığın polarizasyonunu başarıyla tamamen modüle ettiler (Şekil 1).
3D fotonik entegre aygıtlarda yenilikçi ilerleme sağlamak için iki temel teknolojiyi birleştirmek
Femtosaniye lazerlerin dalga kılavuzlarını sadece yüzeyde değil, malzemenin derinliklerinde hassas bir şekilde yazabilme yeteneği, onları tek bir çipteki dalga kılavuzlarının sayısını en üst düzeye çıkarmak için umut vadeden bir teknoloji haline getirir. Teknoloji, yüksek yoğunluklu bir lazer ışınını şeffaf bir malzemenin içine odaklayarak çalışır. Işık yoğunluğu belirli bir seviyeye ulaştığında, ışın, tıpkı mikron hassasiyetindeki bir kalem gibi, uygulama noktasında malzemenin özelliklerini değiştirir.
Araştırma ekibi, dalga kılavuzuna bir sıvı kristal katmanı yerleştirmek için iki temel foton tekniğini birleştirdi. Işın dalga kılavuzundan ve sıvı kristalden geçerken, bir elektrik alanı uygulandığında ışının fazı ve polarizasyonu değişir. Daha sonra, modüle edilmiş ışın dalga kılavuzunun ikinci kısmından yayılmaya devam edecek ve böylece modülasyon özelliklerine sahip optik sinyalin iletimi sağlanacaktır. İki teknolojiyi birleştiren bu hibrit teknoloji, her ikisinin de avantajlarını aynı cihazda sağlar: bir yandan, dalga kılavuzu etkisiyle ortaya çıkan yüksek ışık yoğunluğu konsantrasyonu ve diğer yandan, sıvı kristalin yüksek ayarlanabilirliği. Bu araştırma, dalga kılavuzlarını cihazların genel hacmine yerleştirmek için sıvı kristallerin özelliklerini kullanmanın yeni yollarını açarmodülatörleriçinfotonik cihazlar.
Şekil 1 Araştırmacılar, doğrudan lazer yazımı ile oluşturulan dalga kılavuzlarına sıvı kristal katmanları yerleştirdiler ve ortaya çıkan hibrit cihaz, dalga kılavuzlarından geçen ışığın polarizasyonunu değiştirmek için kullanılabilir
Femtosaniye lazer dalga kılavuzu modülasyonunda sıvı kristalin uygulamaları ve avantajları
Rağmenoptik modülasyonFemtosaniye lazer yazma dalga kılavuzlarında daha önce esas olarak dalga kılavuzlarına yerel ısıtma uygulanarak elde edilirken, bu çalışmada polarizasyon doğrudan sıvı kristaller kullanılarak kontrol edildi. Araştırmacılar, "Yaklaşımımızın birkaç potansiyel avantajı var: daha düşük güç tüketimi, tek tek dalga kılavuzlarını bağımsız olarak işleme yeteneği ve bitişik dalga kılavuzları arasındaki azaltılmış girişim" diyor. Cihazın etkinliğini test etmek için ekip, dalga kılavuzuna bir lazer enjekte etti ve sıvı kristal katmanına uygulanan voltajı değiştirerek ışığı modüle etti. Çıkışta gözlemlenen polarizasyon değişiklikleri teorik beklentilerle tutarlıdır. Araştırmacılar ayrıca, sıvı kristal dalga kılavuzuyla entegre edildikten sonra sıvı kristalin modülasyon özelliklerinin değişmeden kaldığını buldular. Araştırmacılar, çalışmanın yalnızca bir kavram kanıtı olduğunu, bu nedenle teknolojinin pratikte kullanılabilmesi için yapılması gereken çok iş olduğunu vurguluyor. Örneğin, mevcut cihazlar tüm dalga kılavuzlarını aynı şekilde modüle ediyor, bu nedenle ekip her bir dalga kılavuzunun bağımsız kontrolünü sağlamak için çalışıyor.
Yayınlanma zamanı: 14-May-2024