modulateur EoSérie : Dispositif de contrôle de polarisation à couche mince de niobate de lithium haute vitesse, basse tension et de petite taille
Les ondes lumineuses dans le vide (ainsi que les ondes électromagnétiques d'autres fréquences) sont des ondes de cisaillement. La direction de vibration de leurs champs électrique et magnétique peut prendre diverses orientations dans la section transversale perpendiculaire à la direction de propagation : c'est la propriété de polarisation de la lumière. La polarisation a des applications importantes dans les domaines des communications optiques cohérentes, de la détection industrielle, de la biomédecine, de la télédétection terrestre, des applications militaires modernes, de l'aéronautique et de l'océanographie.
Dans la nature, pour mieux s'orienter, de nombreux organismes ont développé des systèmes visuels capables de distinguer la polarisation de la lumière. Par exemple, les abeilles possèdent cinq yeux (trois yeux simples et deux yeux composés), chacun contenant 6 300 microcristaux, ce qui leur permet de se représenter la polarisation de la lumière dans toutes les directions du ciel. Grâce à cette représentation, l'abeille peut localiser les fleurs et guider précisément ses congénères jusqu'à elles. Les êtres humains ne possèdent pas d'organes physiologiques similaires à ceux des abeilles pour percevoir la polarisation de la lumière et doivent utiliser des dispositifs artificiels pour la détecter et la manipuler. Un exemple typique est l'utilisation de lunettes polarisantes qui dirigent la lumière provenant d'images différentes vers l'œil gauche et l'œil droit selon des polarisations perpendiculaires ; c'est le principe des films 3D au cinéma.
Le développement de dispositifs de contrôle de la polarisation optique performants est essentiel à l'essor des applications de la lumière polarisée. Parmi ces dispositifs, on trouve notamment les générateurs d'état de polarisation, les brouilleurs, les analyseurs de polarisation et les contrôleurs de polarisation. Ces dernières années, la technologie de manipulation de la polarisation optique a connu un essor rapide et s'est profondément intégrée à de nombreux domaines émergents d'une grande importance.
Prisecommunication optiqueÀ titre d'exemple, sous l'impulsion de la demande de transmission massive de données dans les centres de données, la cohérence longue distanceoptiqueLes technologies de communication se généralisent progressivement aux applications d'interconnexion à courte portée, particulièrement sensibles aux coûts et à la consommation énergétique. L'utilisation de la manipulation de la polarisation permet de réduire efficacement ces coûts et cette consommation dans les systèmes de communication optique cohérente à courte portée. Cependant, à l'heure actuelle, le contrôle de la polarisation repose principalement sur des composants optiques discrets, ce qui limite considérablement l'amélioration des performances et la réduction des coûts. Avec le développement rapide des technologies d'intégration optoélectronique, l'intégration et la mise sur puce constituent des axes majeurs pour l'avenir des dispositifs de contrôle de la polarisation optique.
Cependant, les guides d'ondes optiques réalisés à partir de cristaux de niobate de lithium traditionnels présentent l'inconvénient d'un faible contraste d'indice de réfraction et d'une faible capacité de confinement du champ optique. D'une part, leur taille est importante, ce qui rend difficile leur intégration. D'autre part, l'interaction électro-optique est faible et la tension de fonctionnement du dispositif est élevée.
Au cours des dernières années,dispositifs photoniquesLes matériaux à base de couches minces de niobate de lithium ont réalisé des progrès historiques, atteignant des vitesses plus élevées et des tensions de fonctionnement plus faibles que les matériaux traditionnels.dispositifs photoniques en niobate de lithiumDe ce fait, elles sont prisées par l'industrie. Des recherches récentes ont permis de réaliser une puce intégrée de contrôle de polarisation optique sur une plateforme d'intégration photonique à couche mince de niobate de lithium. Cette puce intègre un générateur de polarisation, un brouilleur, un analyseur de polarisation, un contrôleur de polarisation et d'autres fonctions essentielles. Les principaux paramètres de ces puces, tels que la vitesse de génération de polarisation, le taux d'extinction de polarisation, la vitesse de perturbation de polarisation et la vitesse de mesure, ont établi de nouveaux records mondiaux. Elles ont démontré d'excellentes performances en termes de vitesse, de coût, d'absence de pertes par modulation parasite et de faible tension de fonctionnement. Ces résultats de recherche ont permis, pour la première fois, de réaliser une série de dispositifs haute performance.niobate de lithiumDispositifs de contrôle de polarisation optique à couche mince, composés de deux unités de base : 1. Rotation/séparateur de polarisation, 2. Interféromètre de Mach-Zindel (explication >), comme illustré sur la figure 1.
Date de publication : 26 décembre 2023