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

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

Investigadores en Alemania han desarrollado un nuevo método de control de señales ópticas combinando escritura láser de femtosegundos y cristal líquido.modulación electroópticaAl integrar una capa de cristal líquido en la guía de onda, se logra el control electroóptico del estado de polarización del haz. Esta tecnología abre nuevas posibilidades para dispositivos basados ​​en chips y circuitos fotónicos complejos fabricados con tecnología de escritura láser de femtosegundos. El equipo de investigación detalló cómo crearon placas de onda sintonizables en guías de onda de silicio fundido. Al aplicar un voltaje al cristal líquido, sus moléculas giran, lo que modifica el estado de polarización de la luz transmitida en la guía de onda. En los experimentos realizados, los investigadores lograron modular completamente 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 fotónicos integrados 3D
La capacidad de los láseres de femtosegundos para escribir guías de onda con precisión en el interior 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. Esta tecnología funciona enfocando un rayo láser de alta intensidad dentro de un material transparente. Cuando la intensidad de la luz alcanza un nivel determinado, el rayo modifica las propiedades del material en su punto de aplicación, como un bolígrafo con precisión micrométrica.
El equipo de investigación combinó dos técnicas fotónicas básicas 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 al aplicarse un campo eléctrico. Posteriormente, el haz modulado continúa propagándose a través de la segunda parte de la guía de ondas, logrando así la transmisión de la señal óptica con características de modulación. Esta tecnología híbrida, que combina ambas tecnologías, permite combinar las ventajas de ambas en un mismo dispositivo: por un lado, la alta densidad de concentración de luz generada por el efecto guía de ondas y, por otro, la alta ajustabilidad del cristal líquido. Esta investigación abre nuevas vías para utilizar las propiedades de los cristales líquidos para incrustar guías de ondas en el volumen total de los dispositivos.moduladoresparadispositivos 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 guía de ondas láser de femtosegundos
A pesar demodulación ópticaAnteriormente, la escritura de guías de onda con láser de femtosegundos se lograba principalmente mediante la aplicación de calor local. En este estudio, la polarización se controló directamente mediante cristales líquidos. "Nuestro enfoque presenta varias ventajas potenciales: menor consumo de energía, capacidad para procesar guías de onda individuales de forma independiente y menor interferencia entre guías de onda adyacentes", señalan los investigadores. Para probar la eficacia 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 coinciden con las expectativas teóricas. Los investigadores también descubrieron que, tras la integración del cristal líquido con la guía de onda, sus características de modulación permanecieron inalteradas. Los investigadores enfatizan que el estudio es solo una prueba de concepto, por lo que aún queda mucho trabajo por hacer antes de que la tecnología pueda implementarse 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.