Polarisation Electro-optic Control wird durch Femtosekunden-Laserschreiben und Flüssigkristallmodulation realisiert

Polarisation Electro-opticDie Kontrolle wird durch Femtosekunden -Laserschreiben und Flüssigkristallmodulation realisiert

Forscher in Deutschland haben eine neue Methode zur optischen Signalkontrolle entwickelt, indem sie Femtosekunden -Laserschreiben und Flüssigkeitskristall kombinierenElektrooptische Modulation. Durch Einbetten der Flüssigkristallschicht in den Wellenleiter wird die elektrooptische Kontrolle des Strahlpolarisationszustands realisiert. Die Technologie eröffnet völlig neue Möglichkeiten für Chip-basierte Geräte und komplexe photonische Schaltkreise, die mithilfe der Femtosekunden-Laser-Schreibtechnologie erstellt wurden. Das Forschungsteam gab an, wie sie einstellbare Wellenplatten in fusionierten Siliziumwellenleitern erstellt haben. Wenn eine Spannung auf den flüssigen Kristall aufgetragen wird, drehen sich die flüssigen Kristallmoleküle, wodurch sich der Polarisationszustand des im Wellenleiters übertragenen Lichts verändert. In den durchgeführten Experimenten modulierten die Forscher die Polarisation von Licht bei zwei verschiedenen sichtbaren Wellenlängen erfolgreich (Abbildung 1).

Kombinieren Sie zwei Schlüsseltechnologien, um innovative Fortschritte in 3D -photonischen integrierten Geräten zu erzielen
Die Fähigkeit von Femtosekundenlasern, Wellenleiter genau im Material und nicht nur auf der Oberfläche zu schreiben, macht sie zu einer vielversprechenden Technologie, um die Anzahl der Wellenleiter auf einem einzelnen Chip zu maximieren. Die Technologie fokussiert einen hochintensiven Laserstrahl in einem transparenten Material. Wenn die Lichtintensität ein bestimmtes Niveau erreicht, ändert der Strahl die Eigenschaften des Materials an seiner Anwendung, genau wie ein Stift mit Mikrongenauigkeit.
Das Forschungsteam kombinierte zwei grundlegende Photonen -Techniken, um eine Schicht Flüssigkristalle in den Wellenleiter einzubetten. Wenn der Strahl durch den Wellenleiter und durch den flüssigen Kristall fließt, ändert sich die Phase und Polarisation des Strahls, sobald ein elektrisches Feld angewendet wird. Anschließend wird sich der modulierte Strahl weiter im zweiten Teil des Wellenleiters ausbreitet und so die Übertragung des optischen Signals mit Modulationseigenschaften erreicht. Diese Hybrid -Technologie, die die beiden Technologien kombiniert, ermöglicht die Vorteile von beiden im selben Gerät: einerseits die hohe Dichte der Lichtkonzentration durch den Wellenleiterffekt und andererseits die hohe Einstellbarkeit des Flüssigkeitskristalls. Diese Forschung eröffnet neue Wege, um die Eigenschaften von Flüssigkristallen zum Einbetten von Wellenleitern in das Gesamtvolumen von Geräten als einzubettenModulatorenfürPhotonische Geräte.

Abbildung 1 Die Forscher haben Flüssigkristallschichten in Wellenleiter eingebettet, die durch direktes Laserschreiben erzeugt werden, und das resultierende Hybridgerät könnte verwendet werden

Anwendung und Vorteile von Flüssigkristall in Femtosekunden -Laserwellenleitermodulation
ObwohlOptische ModulationIn Femtosekunden -Laser -Schreibwellenleitern wurde zuvor hauptsächlich durch die Anwendung lokaler Erwärmung auf die Wellenleiter erreicht. In dieser Studie wurde die Polarisation direkt unter Verwendung von Flüssigkristallen kontrolliert. „Unser Ansatz hat mehrere potenzielle Vorteile: geringere Stromverbrauch, die Fähigkeit, einzelne Wellenleiter unabhängig zu verarbeiten und die Interferenz zwischen benachbarten Wellenleitern zu verringern“, so die Forscher. Um die Effektivität des Geräts zu testen, injizierte das Team einen Laser in den Wellenleiter und modulierte das Licht, indem er die auf die flüssige Kristallschicht angelegte Spannung variierte. Die am Ausgang beobachteten Polarisationsänderungen stimmen mit den theoretischen Erwartungen überein. Die Forscher fanden auch, dass nach dem Integration des Flüssigkeitskristalls in den Wellenleiter die Modulationseigenschaften des Flüssigkeitskristalls unverändert blieben. Die Forscher betonen, dass die Studie lediglich ein Beweis für das Konzept ist. Daher gibt es noch viel Arbeit, bevor die Technologie in der Praxis verwendet werden kann. Zum Beispiel modulieren aktuelle Geräte alle Wellenleiter auf die gleiche Weise, sodass das Team daran arbeitet, die unabhängige Kontrolle über jeden einzelnen Wellenleiter zu erreichen.