مدولاتور Eoسری: دستگاه کنترل قطبش لایه نازک لیتیوم نیوبات با سرعت بالا، ولتاژ پایین، اندازه کوچک
امواج نور در فضای آزاد (و همچنین امواج الکترومغناطیسی با فرکانس‌های دیگر) امواج برشی هستند و جهت ارتعاش میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی آن در مقطع عمود بر جهت انتشار، جهت‌گیری‌های مختلفی دارد که این خاصیت قطبش نور است. قطبش در زمینه‌های ارتباطات نوری منسجم، تشخیص صنعتی، زیست‌پزشکی، سنجش از دور زمین، ارتش مدرن، هوانوردی و اقیانوس، کاربرد مهمی دارد.
در طبیعت، برای جهت‌یابی بهتر، بسیاری از موجودات زنده سیستم‌های بینایی تکامل یافته‌ای دارند که می‌توانند قطبش نور را تشخیص دهند. به عنوان مثال، زنبورها پنج چشم دارند (سه چشم منفرد، دو چشم مرکب) که هر کدام شامل ۶۳۰۰ چشم کوچک است که به زنبورها کمک می‌کند تا نقشه‌ای از قطبش نور در تمام جهات آسمان به دست آورند. زنبور می‌تواند از نقشه قطبش برای مکان‌یابی و هدایت دقیق گونه خود به سمت گل‌هایی که پیدا می‌کند استفاده کند. انسان‌ها اندام‌های فیزیولوژیکی مشابه زنبورها برای حس قطبش نور ندارند و برای حس و دستکاری قطبش نور نیاز به استفاده از تجهیزات مصنوعی دارند. یک مثال بارز، استفاده از عینک‌های قطبش برای هدایت نور از تصاویر مختلف به چشم چپ و راست در قطبش‌های عمود است که اصل فیلم‌های سه‌بعدی در سینما است.
توسعه دستگاه‌های کنترل قطبش نوری با کارایی بالا، کلید توسعه فناوری کاربرد نور قطبیده است. دستگاه‌های کنترل قطبش معمولی شامل مولد حالت قطبش، درهم‌ساز، تحلیلگر قطبش، کنترل‌کننده قطبش و غیره هستند. در سال‌های اخیر، فناوری دستکاری قطبش نوری در حال پیشرفت شتابان و ادغام عمیق در تعدادی از حوزه‌های نوظهور با اهمیت بسیار زیاد است.
گرفتنارتباط نوریبه عنوان مثال، به دلیل تقاضا برای انتقال داده‌های حجیم در مراکز داده، ارتباطات منسجم از راه دورنوریفناوری ارتباطات به تدریج در حال گسترش به کاربردهای اتصال کوتاه‌برد است که به هزینه و مصرف انرژی بسیار حساس هستند و استفاده از فناوری دستکاری قطبش می‌تواند به طور مؤثر هزینه و مصرف برق سیستم‌های ارتباط نوری منسجم کوتاه‌برد را کاهش دهد. با این حال، در حال حاضر، کنترل قطبش عمدتاً توسط اجزای نوری گسسته انجام می‌شود که بهبود عملکرد و کاهش هزینه را به طور جدی محدود می‌کند. با توسعه سریع فناوری ادغام اپتوالکترونیکی، ادغام و تراشه روندهای مهمی در توسعه آینده دستگاه‌های کنترل قطبش نوری هستند.
با این حال، موجبرهای نوری تهیه شده در بلورهای سنتی لیتیوم نیوبات دارای معایبی از جمله کنتراست ضریب شکست کوچک و توانایی اتصال میدان نوری ضعیف هستند. از یک طرف، اندازه دستگاه بزرگ است و برآورده کردن نیازهای توسعه یکپارچه‌سازی دشوار است. از طرف دیگر، برهمکنش الکترواپتیکی ضعیف است و ولتاژ محرک دستگاه بالا است.
در سال‌های اخیر،دستگاه‌های فوتونیکمواد لایه نازک مبتنی بر لیتیوم نیوبات پیشرفت تاریخی داشته‌اند و به سرعت‌های بالاتر و ولتاژهای محرک پایین‌تری نسبت به مواد سنتی دست یافته‌اند.دستگاه‌های فوتونی لیتیوم نیوباتبنابراین، آنها مورد توجه صنعت قرار گرفته‌اند. در تحقیقات اخیر، تراشه کنترل قطبش نوری یکپارچه بر روی پلتفرم ادغام فوتونیک لایه نازک لیتیوم نیوبات، شامل مولد قطبش، درهم‌ساز، تحلیلگر قطبش، کنترل‌کننده قطبش و سایر عملکردهای اصلی، تحقق یافته است. پارامترهای اصلی این تراشه‌ها، مانند سرعت تولید قطبش، نسبت انقراض قطبش، سرعت اختلال قطبش و سرعت اندازه‌گیری، رکوردهای جهانی جدیدی را ثبت کرده‌اند و عملکرد عالی در سرعت بالا، هزینه کم، بدون تلفات مدولاسیون انگلی و ولتاژ درایو پایین نشان داده‌اند. نتایج تحقیق برای اولین بار مجموعه‌ای از عملکرد بالا را محقق می‌کند.لیتیوم نیوباتدستگاه‌های کنترل قطبش نوری لایه نازک، که از دو واحد اساسی تشکیل شده‌اند: ۱. چرخش/تقسیم‌کننده قطبش، ۲. تداخل‌سنج ماخ-زیندل (توضیح >)، همانطور که در شکل ۱ نشان داده شده است.
زمان ارسال: ۲۶ دسامبر ۲۰۲۳