Die elektrooptische Polarisationssteuerung wird durch Femtosekundenlaserschreiben und Flüssigkristallmodulation realisiert.

PolarisationselektrooptischDie Steuerung erfolgt durch Femtosekundenlaserschreiben und Flüssigkristallmodulation.

Forscher in Deutschland haben eine neuartige Methode zur optischen Signalsteuerung entwickelt, die Femtosekundenlaserschreiben und Flüssigkristalltechnologie kombiniert.elektrooptische ModulationDurch die Einbettung einer Flüssigkristallschicht in den Wellenleiter wird die elektrooptische Steuerung des Polarisationszustands des Lichtstrahls realisiert. Diese Technologie eröffnet völlig neue Möglichkeiten für chipbasierte Bauelemente und komplexe photonische Schaltungen, die mittels Femtosekundenlaser-Schreibtechnologie hergestellt werden. Das Forschungsteam beschrieb detailliert, wie es abstimmbare Wellenplättchen in Silizium-Wellenleitern erzeugte. Wird eine Spannung an den Flüssigkristall angelegt, rotieren die Flüssigkristallmoleküle, wodurch sich der Polarisationszustand des im Wellenleiter transmittierten Lichts ändert. In den durchgeführten Experimenten gelang es den Forschern, die Polarisation des Lichts bei zwei verschiedenen Wellenlängen im sichtbaren Bereich vollständig zu modulieren (Abbildung 1).

Durch die Kombination zweier Schlüsseltechnologien werden innovative Fortschritte bei integrierten 3D-Photonikbauelementen erzielt.
Die Fähigkeit von Femtosekundenlasern, Wellenleiter präzise tief im Material zu erzeugen, anstatt sie nur an der Oberfläche zu platzieren, macht sie zu einer vielversprechenden Technologie, um die Anzahl der Wellenleiter auf einem einzelnen Chip zu maximieren. Die Technologie funktioniert, indem ein hochenergetischer Laserstrahl in ein transparentes Material fokussiert wird. Sobald die Lichtintensität einen bestimmten Wert erreicht, verändert der Strahl die Materialeigenschaften an seinem Auftreffpunkt – vergleichbar mit einem Stift, der mit mikrometergenauer Präzision arbeitet.
Das Forschungsteam kombinierte zwei grundlegende Photonentechniken, um eine Flüssigkristallschicht in den Wellenleiter einzubetten. Beim Durchlaufen des Wellenleiters und des Flüssigkristalls ändern sich Phase und Polarisation des Strahls durch Anlegen eines elektrischen Feldes. Anschließend breitet sich der modulierte Strahl im zweiten Teil des Wellenleiters weiter aus und ermöglicht so die Übertragung des optischen Signals mit Modulationscharakteristik. Diese Hybridtechnologie vereint die Vorteile beider Verfahren in einem einzigen Bauelement: die hohe Lichtkonzentration durch den Wellenleitereffekt und die hohe Einstellbarkeit des Flüssigkristalls. Diese Forschung eröffnet neue Wege, die Eigenschaften von Flüssigkristallen zur Integration von Wellenleitern in das Gesamtvolumen von Bauelementen zu nutzen.Modulatorenfürphotonische Bauelemente.