El control electroóptico de polarización se realiza mediante la escritura láser de femtosegundos y la modulación de cristal líquido

Polarización electroópticaEl control se realiza mediante la escritura láser de femtosegundos y la modulación de cristal líquido

Los investigadores en Alemania han desarrollado un nuevo método de control de señales ópticas mediante la combinación de la escritura láser de femtosegundos y el cristal líquidomodulación electroóptica. Al incrustar la capa de cristal líquido en la guía de onda, se realiza el control electroóptico del estado de polarización del haz. La tecnología abre posibilidades completamente nuevas para dispositivos basados ​​en chips y circuitos fotónicos complejos realizados con tecnología de escritura láser de femtosegundos. El equipo de investigación detalló cómo hicieron placas de olas sintonizables en guías de onda de silicio fusionadas. Cuando se aplica un voltaje al cristal líquido, las moléculas de cristal líquido giran, lo que cambia el estado de polarización de la luz transmitida en la guía de onda. En los experimentos realizados, los investigadores modularon con éxito la polarización de la luz en dos longitudes de onda visibles diferentes (Figura 1).

Combinando dos tecnologías clave para lograr un progreso innovador en dispositivos integrados fotónicos 3D
La capacidad de los láseres de femtosegundos para escribir guías de onda con precisión en el fondo del material, en lugar de solo en la superficie, los convierte en una tecnología prometedora para maximizar el número de guías de onda en un solo chip. La tecnología funciona al enfocar un haz láser de alta intensidad dentro de un material transparente. Cuando la intensidad de la luz alcanza un cierto nivel, el haz cambia las propiedades del material en su punto de aplicación, al igual que un bolígrafo con precisión de micras.
El equipo de investigación combinó dos técnicas básicas de fotones para incrustar una capa de cristales líquidos en la guía de ondas. A medida que el haz viaja a través de la guía de onda y a través del cristal líquido, la fase y la polarización del haz cambian una vez que se aplica un campo eléctrico. Posteriormente, el haz modulado continuará propagado a través de la segunda parte de la guía de onda, logrando así la transmisión de la señal óptica con características de modulación. Esta tecnología híbrida que combina las dos tecnologías permite las ventajas de ambos en el mismo dispositivo: por un lado, la alta densidad de la concentración de luz provocada por el efecto de la guía de ondas, y por otro lado, la alta capacidad de ajuste del cristal líquido. Esta investigación abre nuevas formas de usar las propiedades de los cristales líquidos para incrustar las guías de onda en el volumen general de dispositivos comomoduladoresparadispositivos fotónicos.

Figura 1 Los investigadores integraron capas de cristal líquido en guías de ondas creadas por la escritura láser directa, y el dispositivo híbrido resultante podría usarse para cambiar la polarización de la luz que pasa a través de las guías de onda

Aplicación y ventajas del cristal líquido en la modulación de la guía de onda láser de femtosegundos
A pesar demodulación ópticaEn la escritura láser de femtosegundos se logró previamente que se logró principalmente aplicando el calentamiento local a las guías de onda, en este estudio, la polarización se controló directamente mediante el uso de cristales líquidos. "Nuestro enfoque tiene varias ventajas potenciales: menor consumo de energía, la capacidad de procesar guías de onda individuales de forma independiente y una interferencia reducida entre guías de onda adyacentes", señalan los investigadores. Para probar la efectividad del dispositivo, el equipo inyectó un láser en la guía de onda y moduló la luz variando el voltaje aplicado a la capa de cristal líquido. Los cambios de polarización observados en la salida son consistentes con las expectativas teóricas. Los investigadores también encontraron que después de que el cristal líquido se integró con la guía de onda, las características de modulación del cristal líquido permanecieron sin cambios. Los investigadores enfatizan que el estudio es simplemente una prueba de concepto, por lo que todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que la tecnología pueda usarse en la práctica. Por ejemplo, los dispositivos actuales modulan todas las guías de onda de la misma manera, por lo que el equipo está trabajando para lograr un control independiente de cada guía de onda individual.