Eo-ModulatorSerie: Kleines Lithiumniobat-Dünnschicht-Polarisationssteuergerät mit hoher Geschwindigkeit und niedriger Spannung
Lichtwellen im freien Raum (sowie elektromagnetische Wellen anderer Frequenzen) sind Scherwellen, und die Schwingungsrichtung ihrer elektrischen und magnetischen Felder weist im Querschnitt senkrecht zur Ausbreitungsrichtung verschiedene mögliche Ausrichtungen auf, was die Polarisationseigenschaft darstellt aus Licht. Polarisation hat einen wichtigen Anwendungswert in den Bereichen kohärente optische Kommunikation, industrielle Detektion, Biomedizin, Erdfernerkundung, modernes Militär, Luftfahrt und Ozean.
Um besser navigieren zu können, haben viele Organismen in der Natur visuelle Systeme entwickelt, die die Polarisation von Licht unterscheiden können. Bienen haben beispielsweise fünf Augen (drei Einzelaugen, zwei Facettenaugen), von denen jedes 6.300 kleine Augen enthält, die den Bienen helfen, eine Karte der Polarisation des Lichts in alle Himmelsrichtungen zu erstellen. Die Biene kann die Polarisationskarte verwenden, um ihre eigene Art zu lokalisieren und genau zu den Blumen zu führen, die sie findet. Menschen verfügen nicht über physiologische Organe wie Bienen, um die Polarisation des Lichts zu erfassen, und müssen künstliche Geräte verwenden, um die Polarisation des Lichts zu erfassen und zu manipulieren. Ein typisches Beispiel ist die Verwendung von Polarisationsbrillen, um Licht aus verschiedenen Bildern in senkrechter Polarisation auf das linke und rechte Auge zu lenken, was das Prinzip von 3D-Filmen im Kino ist.
Die Entwicklung leistungsstarker optischer Polarisationskontrollgeräte ist der Schlüssel zur Entwicklung der Anwendungstechnologie für polarisiertes Licht. Typische Polarisationskontrollgeräte umfassen Polarisationszustandsgeneratoren, Scrambler, Polarisationsanalysatoren, Polarisationsregler usw. In den letzten Jahren hat die Technologie zur optischen Polarisationsmanipulation den Fortschritt beschleunigt und sich tief in eine Reihe aufstrebender Bereiche von großer Bedeutung integriert.
Nehmenoptische KommunikationBeispielsweise getrieben durch die Nachfrage nach massiver Datenübertragung in Rechenzentren und kohärenter FernübertragungoptischDie Kommunikationstechnologie breitet sich allmählich auf Verbindungsanwendungen mit kurzer Reichweite aus, die sehr empfindlich auf Kosten und Energieverbrauch reagieren, und der Einsatz der Polarisationsmanipulationstechnologie kann die Kosten und den Stromverbrauch kohärenter optischer Kommunikationssysteme mit kurzer Reichweite effektiv senken. Derzeit wird die Polarisationssteuerung jedoch hauptsächlich durch diskrete optische Komponenten realisiert, was die Verbesserung der Leistung und die Reduzierung der Kosten erheblich einschränkt. Mit der rasanten Entwicklung der optoelektronischen Integrationstechnologie sind Integration und Chip wichtige Trends in der zukünftigen Entwicklung optischer Polarisationskontrollgeräte.
Die in herkömmlichen Lithiumniobat-Kristallen hergestellten optischen Wellenleiter weisen jedoch die Nachteile eines geringen Brechungsindexkontrasts und einer schwachen Fähigkeit zur optischen Feldbindung auf. Einerseits ist die Gerätegröße groß und es ist schwierig, die Entwicklungsanforderungen der Integration zu erfüllen. Andererseits ist die elektrooptische Wechselwirkung schwach und die Betriebsspannung des Geräts hoch.
In den letzten Jahren,Photonische GeräteAuf Lithiumniobat basierende Dünnschichtmaterialien haben historische Fortschritte gemacht und höhere Geschwindigkeiten und niedrigere Antriebsspannungen als herkömmliche Systeme erreichtPhotonische Geräte aus LithiumniobatDaher werden sie von der Industrie bevorzugt. In neueren Forschungen wird der integrierte optische Polarisationssteuerungschip auf der photonischen Integrationsplattform für Lithiumniobat-Dünnfilme realisiert, einschließlich Polarisationsgenerator, Scrambler, Polarisationsanalysator, Polarisationscontroller und anderen Hauptfunktionen. Die Hauptparameter dieser Chips, wie Polarisationserzeugungsgeschwindigkeit, Polarisationsauslöschungsverhältnis, Polarisationsstörungsgeschwindigkeit und Messgeschwindigkeit, haben neue Weltrekorde aufgestellt und eine hervorragende Leistung in Bezug auf hohe Geschwindigkeit, niedrige Kosten, keinen parasitären Modulationsverlust und niedrige Leistung gezeigt Antriebsspannung. Die Forschungsergebnisse realisieren erstmals eine Reihe von HochleistungsprojektenLithiumniobatOptische Dünnschicht-Polarisationssteuergeräte, die aus zwei Grundeinheiten bestehen: 1. Polarisationsrotation/-teiler, 2. Mach-Zindel-Interferometer (Erklärung >), wie in Abbildung 1 dargestellt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 26. Dezember 2023