Polarizasyon elektro-optikKontrol, femtosaniye lazer yazımı ve sıvı kristal modülasyonu ile gerçekleştirilir.
Almanya'daki araştırmacılar, femtosaniye lazer yazımı ve sıvı kristali birleştirerek optik sinyal kontrolünün yeni bir yöntemini geliştirdiler.elektro-optik modülasyonSıvı kristal tabakasının dalga kılavuzuna yerleştirilmesiyle, ışın polarizasyon durumunun elektro-optik kontrolü gerçekleştirilir. Bu teknoloji, femtosaniye lazer yazma teknolojisi kullanılarak üretilen çip tabanlı cihazlar ve karmaşık fotonik devreler için tamamen yeni olanaklar sunmaktadır. Araştırma ekibi, kaynaştırılmış silikon dalga kılavuzlarında ayarlanabilir dalga plakalarını nasıl ürettiklerini ayrıntılı olarak açıkladı. Sıvı kristale voltaj uygulandığında, sıvı kristal molekülleri döner ve bu da dalga kılavuzunda iletilen ışığın polarizasyon durumunu değiştirir. Yapılan deneylerde, araştırmacılar iki farklı görünür dalga boyunda ışığın polarizasyonunu başarıyla tamamen modüle ettiler (Şekil 1).
3 boyutlu fotonik entegre cihazlarda yenilikçi ilerleme sağlamak için iki temel teknolojiyi bir araya getirmek.
Femtosaniye lazerlerin, dalga kılavuzlarını yalnızca yüzeyde değil, malzemenin derinliklerinde de hassas bir şekilde yazabilme yeteneği, onları tek bir çip üzerinde dalga kılavuzu sayısını en üst düzeye çıkarmak için umut vadeden bir teknoloji haline getiriyor. Bu teknoloji, yüksek yoğunluklu bir lazer ışınını şeffaf bir malzemenin içine odaklayarak çalışır. Işık yoğunluğu belirli bir seviyeye ulaştığında, ışın, tıpkı mikron hassasiyetinde bir kalem gibi, malzemenin özelliklerini uygulama noktasında değiştirir.
Araştırma ekibi, dalga kılavuzuna bir sıvı kristal tabakası 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 bölümünden yayılmaya devam ederek, modülasyon özelliklerine sahip optik sinyalin iletimini sağlar. İki teknolojiyi birleştiren bu hibrit teknoloji, aynı cihazda her ikisinin de avantajlarını sunar: bir yandan dalga kılavuzu etkisiyle sağlanan yüksek ışık konsantrasyonu yoğunluğu, diğer yandan sıvı kristalin yüksek ayarlanabilirliği. Bu araştırma, sıvı kristallerin özelliklerini kullanarak cihazların genel hacmine dalga kılavuzları yerleştirmenin yeni yollarını açmaktadır.modülatörleriçinfotonik cihazlar.
Şekil 1'de görüldüğü gibi, araştırmacılar sıvı kristal katmanlarını doğrudan lazer yazımıyla oluşturulan dalga kılavuzlarına 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 lazerle dalga kılavuzu yazımı daha önce esas olarak dalga kılavuzlarına yerel ısıtma uygulanarak gerçekleştirilirken, bu çalışmada polarizasyon doğrudan sıvı kristaller kullanılarak kontrol edildi. Araştırmacılar, "Yaklaşımımızın çeşitli potansiyel avantajları var: daha düşük güç tüketimi, bireysel dalga kılavuzlarını bağımsız olarak işleme yeteneği ve bitişik dalga kılavuzları arasındaki girişimin azalması" diye belirtiyorlar. Cihazın etkinliğini test etmek için ekip, dalga kılavuzuna bir lazer enjekte etti ve sıvı kristal tabakasına uygulanan voltajı değiştirerek ışığı modüle etti. Çıkışta gözlemlenen polarizasyon değişiklikleri teorik beklentilerle tutarlı. Araştırmacılar ayrıca, sıvı kristal dalga kılavuzuna entegre edildikten sonra, sıvı kristalin modülasyon özelliklerinin değişmeden kaldığını da buldular. Araştırmacılar, çalışmanın yalnızca bir kavram kanıtı olduğunu, bu nedenle teknolojinin pratikte kullanılabilmesi için hala yapılacak çok iş olduğunu vurguluyorlar. Örneğin, mevcut cihazlar tüm dalga kılavuzlarını aynı şekilde modüle ediyor, bu nedenle ekip her bir dalga kılavuzunun bağımsız kontrolünü sağlamak için çalışıyor.
Yayın tarihi: 14 Mayıs 2024