Phân cực điện quangkiểm soát được thực hiện bằng cách ghi laser femto giây và điều chế tinh thể lỏng
Các nhà nghiên cứu ở Đức đã phát triển một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học bằng cách kết hợp công nghệ ghi laser femto giây và tinh thể lỏngđiều chế điện quangBằng cách nhúng lớp tinh thể lỏng vào ống dẫn sóng, việc điều khiển điện quang của trạng thái phân cực 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 chế tạo bằng công nghệ ghi laser femto giây. Nhóm nghiên cứu đã trình bày chi tiết cách họ chế tạo các tấm sóng điều chỉnh được trong ống dẫn sóng silicon nóng chảy. Khi một điện áp được đặt vào tinh thể lỏng, các phân tử tinh thể lỏng sẽ quay, làm thay đổi trạng thái phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Trong các thí nghiệm được thực hiện, các nhà nghiên cứu đã điều chế 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 chính để đạt được tiến bộ đột phá trong các thiết bị tích hợp quang tử 3D
Khả năng ghi chính xác các ống dẫn sóng sâu bên trong vật liệu, thay vì chỉ trên bề mặt, của laser femto giây khiến chúng trở thành một công nghệ đầy hứa hẹn để tối đa hóa số lượng ống dẫn sóng trên một chip duy nhất. Công nghệ này hoạt động bằng cách tập trung một chùm tia laser cường độ cao 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 tiếp xúc, giống như một cây bút với độ chính xác đến từng micron.
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 tinh thể lỏng, pha và độ phân cực của chùm tia sẽ thay đổi khi có điện trường tác động. Sau đó, chùm tia đã được điều chế sẽ tiếp tục lan truyền qua phần thứ hai của ống dẫn sóng, do đó đạt được khả năng truyền tín hiệu quang với các đặc tính điều chế. 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 là mật độ tập trung ánh sáng cao do hiệu ứng ống dẫn sóng mang lại, mặt khác là khả năng điều chỉnh cao của tinh thể lỏng. Nghiên cứu này mở ra những cách mới để sử dụng các đặc tính của tinh thể lỏng để nhúng ống dẫn sóng vào tổng 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 cách ghi laser trực tiếp và thiết bị lai tạo ra có thể được sử dụng để thay đổi độ phân cực của ánh sáng đi qua các ống dẫn sóng
Ứng dụng và ưu điểm của tinh thể lỏng trong điều chế ống dẫn sóng laser femto giây
Mặc dùđiều chế quang họcTrong khi việc ghi laser femto giây trên các ống dẫn sóng trước đây chủ yếu đạt được bằng cách áp dụng nhiệt cục bộ lên các ống dẫn sóng, thì trong nghiên cứu này, phân cực được điều khiển trực tiếp bằng tinh thể lỏng. Các nhà nghiên cứu lưu ý: "Phương pháp của chúng tôi có một số lợi thế tiềm năng: mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, khả năng xử lý từng ống dẫn sóng độc lập và giảm nhiễu giữa các ống dẫn sóng liền kề". Để kiểm tra hiệu quả của thiết bị, nhóm nghiên cứu đã đưa tia laser vào ống dẫn sóng và điều chế ánh sáng bằng cách thay đổi điện áp đặt vào lớp tinh thể lỏng. Những thay đổi về phân cực quan sát được ở đầu ra phù hợp với kỳ vọng lý thuyết. Các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng sau khi tinh thể lỏng được tích hợp với ống dẫn sóng, các đặc tính điều chế của tinh thể lỏng vẫn không thay đổi. Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng nghiên cứu này chỉ là một bằng chứng về khái niệm, vì vậy vẫn còn rất nhiều việc phải làm trước khi công nghệ có thể được sử dụng trong thực tế. Ví dụ, các thiết bị hiện tại điều chế 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 cho từng ống dẫn sóng riêng lẻ.
Thời gian đăng: 14-05-2024