Modulateur EoSérie : Dispositif de contrôle de polarisation à couche mince de niobate de lithium à haute vitesse, basse tension et de petite taille
Les ondes lumineuses en espace libre (ainsi que les ondes électromagnétiques d'autres fréquences) sont des ondes de cisaillement. La direction de vibration de leurs champs électrique et magnétique présente diverses orientations possibles dans la section transversale perpendiculaire à la direction de propagation, ce qui constitue la propriété de polarisation de la lumière. La polarisation a une valeur d'application importante dans les domaines de la communication optique cohérente, de la détection industrielle, de la biomédecine, de la télédétection terrestre, de l'armée moderne, de l'aviation et de l'océan.
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 simples et deux composés), chacun contenant 6 300 petits yeux, qui leur permettent d'obtenir une carte de polarisation de la lumière dans toutes les directions du ciel. L'abeille peut utiliser cette carte de polarisation pour localiser et guider avec précision les membres de son espèce vers les fleurs qu'elle trouve. Les humains ne possèdent pas d'organes physiologiques similaires à ceux des abeilles pour détecter la polarisation de la lumière et doivent utiliser un équipement artificiel pour la détecter et la manipuler. Un exemple typique est l'utilisation de lunettes polarisantes pour diriger la lumière de différentes images vers l'œil gauche et l'œil droit en polarisations perpendiculaires, principe utilisé dans les films 3D au cinéma.
Le développement de dispositifs de contrôle de polarisation optique hautes performances est essentiel au développement des technologies d'application de la lumière polarisée. Parmi les dispositifs de contrôle de polarisation classiques, on trouve le générateur d'état de polarisation, le brouilleur, l'analyseur de polarisation, le contrôleur de polarisation, etc. Ces dernières années, la technologie de manipulation de la polarisation optique a connu une accélération des progrès et s'est profondément intégrée à de nombreux domaines émergents d'importance majeure.
Prisecommunication optiqueà titre d'exemple, poussé par la demande de transmission massive de données dans les centres de données, la transmission cohérente longue distanceoptiqueLes technologies de communication s'étendent progressivement aux applications d'interconnexion à courte portée, très sensibles aux coûts et à la consommation d'énergie. L'utilisation de la technologie de manipulation de la polarisation permet de réduire efficacement les coûts et la consommation d'énergie des systèmes de communication optique cohérente à courte portée. Cependant, à l'heure actuelle, le contrôle de la polarisation est principalement assuré par 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 puce constituent des tendances importantes pour le développement futur des dispositifs de contrôle de la polarisation optique.
Cependant, les guides d'ondes optiques fabriqués à partir de cristaux de niobate de lithium traditionnels présentent les inconvénients d'un faible contraste d'indice de réfraction et d'une faible capacité de liaison au champ optique. D'une part, la taille du dispositif est importante, ce qui complique la satisfaction des besoins de développement en matière d'intégration. D'autre part, l'interaction électro-optique est faible et la tension de commande du dispositif est élevée.
Au cours des dernières années,dispositifs photoniquesLes matériaux à base de couches minces de niobate de lithium ont fait des progrès historiques, atteignant des vitesses plus élevées et des tensions de commande plus faibles que les matériaux traditionnelsdispositifs photoniques au niobate de lithium, ils sont donc plébiscités par l'industrie. Des recherches récentes ont montré que la puce de contrôle de polarisation optique intégrée est réalisée sur une plateforme d'intégration photonique à couches minces de niobate de lithium, incluant 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 et ont démontré d'excellentes performances en termes de vitesse élevée, de faible coût, d'absence de perte de modulation parasite et de faible tension de commande. Les résultats de ces recherches permettent pour la première fois de réaliser une série de puces hautes performances.niobate de lithiumdispositifs de contrôle de polarisation optique à couche mince, qui sont composés de deux unités de base : 1. Rotation/séparateur de polarisation, 2. Interféromètre de Mach-Zindel (explication >), comme illustré dans la figure 1.
Date de publication : 26 décembre 2023