偏光電気光学的制御は、フェムト秒レーザーライティングと液晶変調によって実現されます

偏光電気光学コントロールは、フェムト秒レーザーライティングと液晶変調によって実現されます

ドイツの研究者は、フェムト秒レーザーライティングと液晶を組み合わせることにより、光信号制御の新しい方法を開発しました電気光学的変調。液晶層を導波路に埋め込むことにより、ビーム偏光状態の電気光学的制御が実現します。このテクノロジーは、フェムト秒レーザーライティングテクノロジーを使用して作られたチップベースのデバイスと複雑なフォトニック回路のまったく新しい可能性を開きます。研究チームは、融合したシリコン導波路で調整可能な波板をどのように作成したかを詳しく説明しました。液晶に電圧が加えられると、液晶分子が回転し、導波路に伝達される光の偏光状態が変化します。実施された実験では、研究者は2つの異なる可視波長での光の偏光を完全に変調しました（図1）。

3Dフォトニック統合デバイスで革新的な進歩を達成するために2つの重要なテクノロジーを組み合わせる
フェムト秒レーザーが表面だけでなく材料の奥深くに導波路を正確に書き込む能力により、単一のチップの導波路の数を最大化する有望な技術となります。この技術は、透明な材料内に高強度レーザービームを集中させることで機能します。光強度が特定のレベルに達すると、ビームは、ミクロンの精度のあるペンのように、適用時点で材料の特性を変化させます。
研究チームは、2つの基本的な光子技術を組み合わせて、導波路に液晶の層を埋め込みました。ビームが導波路を通って液晶を通過すると、電界が適用されると、ビームの位相と偏光が変化します。その後、変調されたビームは導波路の第2部を介して伝播し続け、したがって、変調特性を備えた光信号の伝達を達成します。 2つのテクノロジーを組み合わせたこのハイブリッドテクノロジーは、同じデバイス内の両方の利点を可能にします。一方では、導波路効果によってもたらされる高密度の光濃度と、液晶の高い調整可能性です。この研究は、液晶の特性を使用して、デバイスの全体容積に導波路を埋め込む新しい方法を開きます。モジュレーターのためにフォトニックデバイス.

図1研究者は、直接レーザーライティングによって作成された導波路に液晶層を埋め込み、結果として得られるハイブリッドデバイスを使用して、導波路を通過する光の偏光を変更することができます

フェムト秒レーザー導波路変調における液晶の適用と利点
それでも光変調フェムト秒レーザーでは、以前は導波路を導き出すことができたことが、主に導波路に局所加熱を適用することで達成されました。この研究では、偏光は液晶を使用して直接制御されました。 「私たちのアプローチには、いくつかの潜在的な利点があります。消費電力の低下、個々の導波路を独立して処理する能力、隣接する導波路間の干渉の減少です」と研究者は述べています。デバイスの有効性をテストするために、チームはレーザーを導波路に注入し、液晶層に適用される電圧を変化させることにより光を変調しました。出力で観察される偏光の変化は、理論的な期待と一致しています。研究者たちはまた、液晶が導波路と統合された後、液晶の変調特性が変化しないことを発見しました。研究者たちは、この研究は単なる概念の証明であると強調しているため、技術を実際に使用する前に、まだ多くの作業が行われるべきです。たとえば、現在のデバイスは同じ方法ですべての導波路を変調するため、チームは個々の各導波路の独立した制御を達成するために取り組んでいます。