کنترل الکترواپتیک پلاریزاسیون با نوشتن لیزر فمتوثانیه و مدولاسیون کریستال مایع محقق می شود.

الکترواپتیک پلاریزاسیونکنترل با نوشتن لیزر فمتوثانیه و مدولاسیون کریستال مایع محقق می شود

محققان آلمانی روش جدیدی برای کنترل سیگنال نوری با ترکیب نوشتن لیزر فمتوثانیه و کریستال مایع ایجاد کرده‌اند.مدولاسیون الکترواپتیک. با تعبیه لایه کریستال مایع در موجبر، کنترل الکترواپتیکی حالت قطبش پرتو محقق می شود. این فناوری امکانات کاملا جدیدی را برای دستگاه های مبتنی بر تراشه و مدارهای فوتونیک پیچیده ساخته شده با استفاده از فناوری نوشتن لیزری فمتوثانیه باز می کند. تیم تحقیقاتی نحوه ساخت صفحات موج قابل تنظیم در موجبرهای سیلیکونی ذوب شده را شرح دادند. هنگامی که یک ولتاژ به کریستال مایع اعمال می شود، مولکول های کریستال مایع می چرخند، که وضعیت قطبش نور منتقل شده در موجبر را تغییر می دهد. در آزمایش های انجام شده، محققان با موفقیت به طور کامل قطبش نور را در دو طول موج مرئی مختلف تعدیل کردند (شکل 1).

ترکیب دو فناوری کلیدی برای دستیابی به پیشرفت های نوآورانه در دستگاه های یکپارچه فوتونیک سه بعدی
توانایی لیزرهای فمتوثانیه برای نوشتن دقیق موجبرها در اعماق مواد، نه فقط روی سطح، آنها را به فناوری امیدوارکننده‌ای برای به حداکثر رساندن تعداد موجبرها در یک تراشه تبدیل می‌کند. این فناوری با تمرکز یک پرتو لیزر با شدت بالا در داخل یک ماده شفاف کار می کند. هنگامی که شدت نور به حد معینی می رسد، پرتو خواص ماده را در نقطه استفاده خود تغییر می دهد، درست مانند یک قلم با دقت میکرونی.
تیم تحقیقاتی دو تکنیک اساسی فوتون را برای جاسازی لایه‌ای از کریستال‌های مایع در موجبر ترکیب کردند. همانطور که پرتو از طریق موجبر و از طریق کریستال مایع حرکت می کند، فاز و قطبش پرتو با اعمال میدان الکتریکی تغییر می کند. متعاقباً، پرتو مدوله‌شده به انتشار در قسمت دوم موجبر ادامه می‌دهد، بنابراین به انتقال سیگنال نوری با ویژگی‌های مدولاسیون دست می‌یابد. این فناوری ترکیبی با ترکیب این دو فناوری، مزایای هر دو را در یک دستگاه ممکن می‌سازد: از یک سو، چگالی بالای غلظت نور ناشی از اثر موجبر، و از سوی دیگر، قابلیت تنظیم بالای کریستال مایع. این تحقیق راه های جدیدی را برای استفاده از خواص کریستال های مایع برای جاسازی موجبرها در حجم کلی دستگاه ها باز می کند.تعدیل کننده هابرایدستگاه های فوتونیک.

شکل 1 محققان لایه های کریستال مایع را در موجبرهای ایجاد شده توسط لیزر مستقیم جاسازی کردند و دستگاه ترکیبی حاصل می تواند برای تغییر قطبش نور عبوری از طریق موجبرها استفاده شود.

کاربرد و مزایای کریستال مایع در مدولاسیون موجبر لیزری فمتوثانیه
هر چندمدولاسیون نوریدر موجبرهای نگارش لیزر فمتوثانیه قبلاً عمدتاً با اعمال گرمایش موضعی به موجبرها به دست می‌آمد، در این مطالعه، قطبش مستقیماً با استفاده از کریستال‌های مایع کنترل می‌شد. محققان خاطرنشان کردند: «رویکرد ما چندین مزیت بالقوه دارد: مصرف انرژی کمتر، توانایی پردازش مجزای موجبرها به طور مستقل، و کاهش تداخل بین موجبرهای مجاور». برای آزمایش کارایی دستگاه، تیم لیزری را به موجبر تزریق کردند و نور را با تغییر ولتاژ اعمال شده به لایه کریستال مایع مدوله کردند. تغییرات پلاریزاسیون مشاهده شده در خروجی با انتظارات نظری مطابقت دارد. محققان همچنین دریافتند که پس از ادغام کریستال مایع با موجبر، ویژگی های مدولاسیون کریستال مایع بدون تغییر باقی مانده است. محققان تاکید می‌کنند که این مطالعه صرفاً اثبات مفهوم است، بنابراین هنوز کارهای زیادی باید انجام شود تا بتوان از این فناوری در عمل استفاده کرد. به عنوان مثال، دستگاه‌های فعلی همه موجبرها را به یک شکل تعدیل می‌کنند، بنابراین تیم در تلاش است تا کنترل مستقل هر موجبر را به دست آورد.