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

Polarización Electro-ópticaO control realízase mediante escritura láser femtosegunda e modulación de cristal líquido

Os investigadores en Alemaña desenvolveron un novo método de control de sinal óptico combinando a escritura láser femtosegunda e o cristal líquidoModulación electro-óptica. Ao incrustar a capa de cristal líquido na guía de ondas, realízase o control electro-óptico do estado de polarización do feixe. A tecnoloxía abre completamente novas posibilidades para dispositivos baseados en chip e circuítos fotónicos complexos realizados mediante tecnoloxía de escritura de láser femtosegundo. O equipo de investigación detallou como fixeron placas de onda axustables en guías de onda de silicio fundidas. 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 con éxito a polarización da luz a dúas lonxitudes de onda visibles diferentes (Figura 1).

Combinando dúas tecnoloxías clave para conseguir un progreso innovador en dispositivos integrados fotónicos 3D
A capacidade dos láseres femtosegundos para escribir con precisión guías de onda dentro do material, máis que só na superficie, convérteos nunha tecnoloxía prometedora para maximizar o número de guías de onda nun único chip. A tecnoloxía funciona centrando un feixe 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, ao igual que un bolígrafo con precisión de micron.
O equipo de investigación combinou dúas técnicas básicas de fotóns para incorporar unha capa de cristais líquidos na guía de ondas. A medida que o feixe viaxa pola guía de onda e a través do cristal líquido, a fase e a polarización do feixe cambian unha vez que se aplica un campo eléctrico. Posteriormente, o feixe modulado continuará propagándose a través da 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 permite as vantaxes de ambas no mesmo dispositivo: por un lado, a alta densidade de concentración de luz provocada polo efecto de guía de onda 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 onda no volume global de dispositivosModuladoresparaDispositivos fotónicos.

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

Aplicación e vantaxes do cristal líquido na modulación da guía de onda láser femtosegunda
Aínda queModulación ópticaNas guías de onda de escritura de láser femtosegundo conseguíronse anteriormente principalmente aplicando o quecemento local ás guías de onda, neste estudo, a polarización controlouse directamente mediante cristais líquidos. "O noso enfoque ten varias vantaxes potenciais: menor consumo de enerxía, a capacidade de procesar guías de ondas individuais de forma independente e reducir a interferencia entre guías de onda adxacentes", observan os investigadores. Para probar a eficacia do dispositivo, o equipo inxectou un láser na guía de onda 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 integrase 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 hai moito traballo por facer antes de que a tecnoloxía poida empregarse 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.