El control electroóptico de la polarización se logra mediante la escritura con láser de femtosegundos y la modulación de cristales líquidos.

Electroóptica de polarizaciónEl control se logra mediante escritura láser de femtosegundos y modulación de cristal líquido.

Investigadores en Alemania han desarrollado un novedoso método de control de señales ópticas mediante la combinación de escritura láser de femtosegundos y cristal líquido.modulación electroópticaAl integrar una capa de cristal líquido en la guía de ondas, 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 fabricaron placas de onda sintonizables en guías de ondas de silicio fundido. Al aplicar un voltaje al cristal líquido, las moléculas de este rotan, lo que modifica el estado de polarización de la luz transmitida en la guía de ondas. 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 avances innovadores en dispositivos fotónicos integrados 3D.
La capacidad de los láseres de femtosegundos para grabar 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 haz láser de alta intensidad dentro de un material transparente. Cuando la intensidad de la luz alcanza un cierto nivel, el haz modifica las propiedades del material en su punto de aplicación, como si fuera un bolígrafo con precisión micrométrica.
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 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 aprovechar las ventajas de ambas en un mismo dispositivo: por un lado, la alta densidad de concentración de luz provocada por el efecto de guía de ondas y, por otro lado, la alta capacidad de ajuste 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 incrustaron capas de cristal líquido en guías de onda creadas mediante escritura láser directa, y el dispositivo híbrido resultante podría utilizarse 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 guías de onda láser de femtosegundos.
A pesar demodulación ópticaEn la escritura láser de femtosegundos en guías de onda, que anteriormente se lograba principalmente aplicando calentamiento local a las guías, en este estudio, la polarización se controló directamente mediante cristales líquidos. «Nuestro enfoque presenta varias ventajas potenciales: menor consumo de energía, la capacidad de 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 son consistentes con las predicciones teóricas. Los investigadores también descubrieron que, tras la integración del cristal líquido en la guía de onda, las características de modulación del cristal líquido 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 utilizarse 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 el control independiente de cada guía de onda individual.