Modulador EoSerie: Dispositivo de control de polarización de película delgada de niobato de litio de tamaño pequeño, bajo voltaje y alta velocidad
Las ondas de luz en el espacio libre (así como las ondas electromagnéticas de otras frecuencias) son ondas transversales, y la dirección de vibración de sus campos eléctricos y magnéticos presenta diversas orientaciones posibles en la sección transversal perpendicular a la dirección de propagación, lo que constituye la propiedad de polarización de la luz. La polarización tiene importantes aplicaciones en los campos de la comunicación óptica coherente, la detección industrial, la biomedicina, la teledetección terrestre, la industria militar moderna, la aviación y la oceánica.
En la naturaleza, para orientarse mejor, muchos organismos han desarrollado sistemas visuales que les permiten distinguir la polarización de la luz. Por ejemplo, las abejas tienen cinco ojos (tres simples y dos compuestos), cada uno con 6300 ojos pequeños que les permiten obtener un mapa de la polarización de la luz en todas las direcciones del cielo. La abeja puede usar este mapa de polarización para localizar y guiar con precisión a su especie hasta las flores que encuentra. Los seres humanos no poseen órganos fisiológicos similares a los de las abejas para percibir la polarización de la luz, por lo que necesitan utilizar equipos artificiales para percibirla y manipularla. Un ejemplo típico es el uso de gafas polarizadoras para dirigir la luz de diferentes imágenes hacia los ojos izquierdo y derecho con polarizaciones perpendiculares, principio que se utiliza en las películas 3D.
El desarrollo de dispositivos de control de polarización óptica de alto rendimiento es clave para el desarrollo de la tecnología de aplicación de la luz polarizada. Entre los dispositivos de control de polarización típicos se incluyen generadores de estado de polarización, codificadores, analizadores de polarización y controladores de polarización, entre otros. En los últimos años, la tecnología de manipulación de la polarización óptica ha experimentado un progreso acelerado y se ha integrado profundamente en diversas áreas emergentes de gran importancia.
Tomandocomunicación ópticaA modo de ejemplo, impulsado por la demanda de transmisión masiva de datos en centros de datos, la transmisión coherente de larga distanciaópticoLa tecnología de comunicación se está extendiendo gradualmente a aplicaciones de interconexión de corto alcance, altamente sensibles al costo y al consumo energético. El uso de tecnología de manipulación de polarización puede reducir eficazmente el costo y el consumo energético de los sistemas de comunicación óptica coherente de corto alcance. Sin embargo, actualmente, el control de polarización se realiza principalmente mediante componentes ópticos discretos, lo que limita considerablemente la mejora del rendimiento y la reducción de costos. Con el rápido desarrollo de la tecnología de integración optoelectrónica, la integración y el chip son tendencias importantes en el desarrollo futuro de dispositivos de control de polarización óptica.
Sin embargo, las guías de onda ópticas preparadas con cristales tradicionales de niobato de litio presentan las desventajas de un bajo contraste de índice de refracción y una baja capacidad de enlace del campo óptico. Por un lado, el tamaño del dispositivo es grande, lo que dificulta satisfacer las necesidades de desarrollo de la integración. Por otro lado, la interacción electroóptica es débil y el voltaje de activación del dispositivo es alto.
En los últimos años,dispositivos fotónicosLos materiales de película delgada basados en niobato de litio han logrado un progreso histórico, logrando velocidades más altas y voltajes de conducción más bajos que los tradicionales.dispositivos fotónicos de niobato de litioPor ello, gozan de gran popularidad en la industria. En investigaciones recientes, se implementó el chip de control de polarización óptica integrado en la plataforma de integración fotónica de película delgada de niobato de litio, que incluye generador de polarización, aleatorizador, analizador de polarización, controlador de polarización y otras funciones principales. Los parámetros principales de estos chips, como la velocidad de generación de polarización, la relación de extinción de polarización, la velocidad de perturbación de polarización y la velocidad de medición, han establecido nuevos récords mundiales y han demostrado un excelente rendimiento a alta velocidad, bajo costo, sin pérdida de modulación parásita y bajo voltaje de excitación. Los resultados de la investigación permiten, por primera vez, implementar una serie de chips de alto rendimiento.niobato de litioDispositivos de control de polarización óptica de película delgada, que se componen de dos unidades básicas: 1. Rotación/divisor de polarización, 2. Interferómetro de Mach-Zindel (explicación >), como se muestra en la Figura 1.
Hora de publicación: 26 de diciembre de 2023