El control electroóptico de polarización se realiza mediante escritura láser de femtosegundo y modulación de cristal líquido.

Polarización electroóptica.El control se realiza mediante escritura láser de femtosegundo y modulación de cristal líquido.

Investigadores alemanes han desarrollado un nuevo método de control de señales ópticas combinando escritura láser de femtosegundo y cristal líquido.modulación electroóptica. Al incorporar una capa de cristal líquido en la guía de ondas, se logra el control electroóptico del estado de polarización del haz. La tecnología abre posibilidades completamente nuevas para dispositivos basados ​​en chips y circuitos fotónicos complejos fabricados con tecnología de escritura láser de femtosegundo. El equipo de investigación detalló cómo fabricaron placas de ondas sintonizables en guías de ondas de silicio fundido. Cuando se aplica un voltaje al cristal líquido, las moléculas del cristal líquido giran, lo que cambia el estado de polarización de la luz transmitida en la guía de ondas. En los experimentos realizados, los investigadores modularon completamente con éxito la polarización de la luz en dos longitudes de onda visibles diferentes (Figura 1).

Combinando dos tecnologías clave para lograr avances innovadores en dispositivos fotónicos integrados 3D
La capacidad de los láseres de femtosegundo para escribir con precisión guías de ondas en lo profundo del material, en lugar de solo en la superficie, los convierte en una tecnología prometedora para maximizar la cantidad de guías de ondas en un solo chip. La tecnología funciona enfocando un rayo 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, como un bolígrafo con una 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 ondas y del cristal líquido, la fase y la polarización del haz cambian una vez que se aplica un campo eléctrico. Posteriormente, el haz modulado continuará propagándose por la segunda parte de la guía de ondas, consiguiendo así la transmisión de la señal óptica con características de modulación. Esta tecnología híbrida que combina las dos tecnologías permite aprovechar las ventajas de ambas en un mismo dispositivo: por un lado, la alta densidad de concentración de luz provocada por el efecto guía de ondas y, por otro, la alta ajustabilidad del cristal líquido. Esta investigación abre nuevas formas de utilizar las propiedades de los cristales líquidos para incrustar guías de ondas en el volumen general de dispositivos comomoduladoresparadispositivos fotónicos.

Figura 1 Los investigadores incorporaron capas de cristal líquido en guías de ondas creadas mediante 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 ondas.

Aplicación y ventajas del cristal líquido en la modulación de guías de ondas láser de femtosegundo.
A pesar demodulación ópticaEn el caso de las guías de ondas con láser de femtosegundo, la escritura se lograba anteriormente principalmente aplicando calentamiento local a las guías de ondas; en este estudio, la polarización se controlaba directamente mediante el uso de cristales líquidos. "Nuestro enfoque tiene varias ventajas potenciales: menor consumo de energía, la capacidad de procesar guías de ondas individuales de forma independiente y reducción de la interferencia entre guías de ondas adyacentes", señalan los investigadores. Para probar la eficacia del dispositivo, el equipo inyectó un láser en la guía de ondas 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 descubrieron que después de integrar el cristal líquido con la guía de ondas, las características de modulación del cristal líquido permanecían sin cambios. Los investigadores subrayan que el estudio es simplemente una prueba de concepto, por lo que todavía queda mucho trabajo por hacer antes de que la tecnología pueda utilizarse en la práctica. Por ejemplo, los dispositivos actuales modulan todas las guías de ondas de la misma manera, por lo que el equipo está trabajando para lograr un control independiente de cada guía de ondas individual.