O control electro-óptico de polarización realízase mediante escritura láser de femtosegundo e modulación de cristal líquido

Polarización electro-ópticao control realízase mediante escritura láser de femtosegundo e modulación de cristal líquido

Investigadores en Alemaña desenvolveron un novo método de control de sinal óptico combinando a escritura con láser de femtosegundo e o cristal líquido.modulación electro-óptica. Ao incorporar a capa de cristal líquido na guía de ondas, realízase o control electro-óptico do estado de polarización do feixe. A tecnoloxía abre posibilidades totalmente novas para dispositivos baseados en chips e complexos circuítos fotónicos feitos mediante a tecnoloxía de escritura con láser de femtosegundo. O equipo de investigación detallou como fabricaron placas de ondas sintonizables en guías de ondas de silicio fundido. Cando se aplica unha tensión ao cristal líquido, as moléculas de cristal líquido xiran, o que cambia o estado de polarización da luz transmitida na guía de ondas. Nos experimentos realizados, os investigadores modularon completamente a polarización da luz en dúas lonxitudes de onda visibles diferentes (Figura 1).

Combina dúas tecnoloxías clave para lograr avances innovadores nos dispositivos integrados fotónicos 3D
A capacidade dos láseres de femtosegundo para escribir guías de onda con precisión no interior do material, en lugar de só na superficie, convérteos nunha tecnoloxía prometedora para maximizar o número de guías de onda nun só chip. A tecnoloxía funciona enfocando un raio láser de alta intensidade dentro dun material transparente. Cando a intensidade da luz alcanza un certo nivel, o feixe cambia as propiedades do material no seu punto de aplicación, igual que un bolígrafo cunha precisión de micras.
O equipo de investigación combinou dúas técnicas básicas de fotóns para incrustar unha capa de cristais líquidos na guía de ondas. A medida que o feixe viaxa pola guía de ondas e polo cristal líquido, a fase e polarización do feixe cambian unha vez que se aplica un campo eléctrico. Posteriormente, o feixe modulado seguirá propagándose pola segunda parte da guía de ondas, conseguindo así a transmisión do sinal óptico con características de modulación. Esta tecnoloxía híbrida que combina as dúas tecnoloxías posibilita as vantaxes de ambas nun mesmo dispositivo: por unha banda, a alta densidade de concentración de luz provocada polo efecto guía de ondas e, por outra banda, a alta axustabilidade do cristal líquido. Esta investigación abre novas formas de usar as propiedades dos cristais líquidos para incorporar guías de ondas no volume total dos dispositivos comomoduladoresparadispositivos fotónicos.

Figura 1 Os investigadores incorporaron capas de cristal líquido nas guías de onda creadas mediante escritura directa con láser, e o dispositivo híbrido resultante podería usarse para cambiar a polarización da luz que pasa polas guías de ondas.

Aplicación e vantaxes do cristal líquido na modulación de guía de ondas láser de femtosegundo
Aínda quemodulación ópticanas guías de ondas de escritura con láser de femtosegundos conseguiuse previamente aplicando quecemento local ás guías de ondas, neste estudo, a polarización controlouse directamente mediante o uso de cristais líquidos. "O noso enfoque ten varias vantaxes potenciais: menor consumo de enerxía, a capacidade de procesar guías de onda individuais de forma independente e redución da interferencia entre guías de onda adxacentes", sinalan os investigadores. Para probar a eficacia do dispositivo, o equipo inxectou un láser na guía de ondas e modulou a luz variando a tensión aplicada á capa de cristal líquido. Os cambios de polarización observados na saída son consistentes coas expectativas teóricas. Os investigadores tamén descubriron que despois de que o cristal líquido se integrou coa guía de ondas, as características de modulación do cristal líquido permaneceron sen cambios. Os investigadores subliñan que o estudo é só unha proba de concepto, polo que aínda queda moito traballo por facer antes de que a tecnoloxía poida usarse na práctica. Por exemplo, os dispositivos actuais modulan todas as guías de onda do mesmo xeito, polo que o equipo está a traballar para conseguir un control independente de cada guía de onda individual.