Việc điều khiển điện quang phân cực được thực hiện bằng cách ghi bằng laser xung femto giây và điều biến bằng tinh thể lỏng.

Điện quang phân cựcViệc điều khiển được thực hiện bằng cách ghi bằng laser femtosec và điều biến bằng tinh thể lỏng.

Các nhà nghiên cứu tại Đức đã phát triển một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học bằng cách kết hợp ghi laser xung femto giây và tinh thể lỏng.điều chế điện quangBằng cách nhúng lớp tinh thể lỏng vào ống dẫn sóng, việc điều khiển điện quang trạng thái phân cực của chùm tia được thực hiện. Công nghệ này mở ra những khả năng hoàn toàn mới cho các thiết bị dựa trên chip và các mạch quang tử phức tạp được tạo ra bằng công nghệ ghi laser femtô giây. Nhóm nghiên cứu đã mô tả chi tiết cách họ tạo ra các tấm sóng có thể điều chỉnh được trong ống dẫn sóng silicon nung chảy. Khi đặt điện áp vào tinh thể lỏng, các phân tử tinh thể lỏng sẽ quay, làm thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng truyền trong ống dẫn sóng. Trong các thí nghiệm đã thực hiện, các nhà nghiên cứu đã điều chỉnh thành công hoàn toàn sự phân cực của ánh sáng ở hai bước sóng khả kiến ​​khác nhau (Hình 1).

Kết hợp hai công nghệ then chốt để đạt được bước tiến đột phá trong các thiết bị tích hợp quang tử 3D.
Khả năng của laser femtô giây trong việc tạo ra các ống dẫn sóng chính xác sâu bên trong vật liệu, thay vì chỉ trên bề mặt, khiến chúng trở thành một công nghệ đầy hứa hẹn để tối đa hóa số lượng ống dẫn sóng trên một con chip duy nhất. Công nghệ này hoạt động bằng cách tập trung chùm tia laser cường độ cao vào bên trong một vật liệu trong suốt. Khi cường độ ánh sáng đạt đến một mức nhất định, chùm tia sẽ thay đổi các đặc tính của vật liệu tại điểm chiếu, giống như một cây bút với độ chính xác micromet.
Nhóm nghiên cứu đã kết hợp hai kỹ thuật photon cơ bản để nhúng một lớp tinh thể lỏng vào ống dẫn sóng. Khi chùm tia truyền qua ống dẫn sóng và qua tinh thể lỏng, pha và độ phân cực của chùm tia sẽ thay đổi khi có điện trường tác dụng. Sau đó, chùm tia được điều biến sẽ tiếp tục lan truyền qua phần thứ hai của ống dẫn sóng, từ đó đạt được sự truyền tín hiệu quang học với các đặc tính điều biến. Công nghệ lai này kết hợp hai công nghệ cho phép tận dụng ưu điểm của cả hai trong cùng một thiết bị: một mặt, mật độ tập trung ánh sáng cao do hiệu ứng ống dẫn sóng mang lại, mặt khác, khả năng điều chỉnh cao của tinh thể lỏng. Nghiên cứu này mở ra những cách thức mới để sử dụng các đặc tính của tinh thể lỏng để nhúng ống dẫn sóng vào toàn bộ thể tích của thiết bị.bộ điều biếnvìthiết bị quang tử.

Hình 1. Các nhà nghiên cứu đã nhúng các lớp tinh thể lỏng vào các ống dẫn sóng được tạo ra bằng phương pháp ghi laser trực tiếp, và thiết bị lai tạo này có thể được sử dụng để thay đổi sự phân cực của ánh sáng đi qua các ống dẫn sóng.

Ứng dụng và ưu điểm của tinh thể lỏng trong điều chế sóng dẫn bằng laser femtosec.
Mặc dùđiều biến quang họcTrong kỹ thuật tạo ống dẫn sóng bằng laser femtosec, việc này trước đây chủ yếu được thực hiện bằng cách gia nhiệt cục bộ cho các ống dẫn sóng. Trong nghiên cứu này, sự phân cực được điều khiển trực tiếp bằng cách sử dụng tinh thể lỏng. “Phương pháp của chúng tôi có một số ưu điểm tiềm năng: tiêu thụ điện năng thấp hơn, khả năng xử lý từng ống dẫn sóng riêng lẻ một cách độc lập và giảm nhiễu giữa các ống dẫn sóng liền kề,” các nhà nghiên cứu lưu ý. Để kiểm tra hiệu quả của thiết bị, nhóm nghiên cứu đã chiếu laser vào ống dẫn sóng và điều biến ánh sáng bằng cách thay đổi điện áp đặt vào lớp tinh thể lỏng. Sự thay đổi phân cực quan sát được ở đầu ra phù hợp với dự đoán lý thuyết. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sau khi tinh thể lỏng được tích hợp với ống dẫn sóng, đặc tính điều biến của tinh thể lỏng vẫn không thay đổi. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nghiên cứu này chỉ là bằng chứng về mặt khái niệm, vì vậy vẫn còn rất nhiều việc phải làm trước khi công nghệ này có thể được sử dụng trong thực tế. Ví dụ, các thiết bị hiện tại điều biến tất cả các ống dẫn sóng theo cùng một cách, vì vậy nhóm nghiên cứu đang nỗ lực để đạt được khả năng điều khiển độc lập từng ống dẫn sóng riêng lẻ.