Modulateur EoSérie : Dispositif de contrôle de polarisation à couche mince en niobate de lithium, haute vitesse, basse tension et petite taille
Les ondes lumineuses dans l'espace libre (ainsi que les ondes électromagnétiques d'autres fréquences) sont des ondes de cisaillement, et la direction de vibration de ses champs électriques et magnétiques a diverses orientations possibles dans la section transversale perpendiculaire à la direction de propagation, qui est 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 des océans.
Dans la nature, afin de mieux s’orienter, de nombreux organismes ont développé des systèmes visuels capables de distinguer la polarisation de la lumière.Par exemple, les abeilles ont cinq yeux (trois yeux simples et deux yeux composés), chacun contenant 6 300 petits yeux, qui aident les abeilles à obtenir une carte de la polarisation de la lumière dans toutes les directions du ciel.L'abeille peut utiliser la carte de polarisation pour localiser et guider avec précision sa propre espèce vers les fleurs qu'elle trouve.Les êtres humains ne disposent pas d’organes physiologiques similaires à ceux des abeilles pour détecter la polarisation de la lumière et doivent utiliser un équipement artificiel pour détecter et manipuler la polarisation de la lumière.Un exemple typique est l’utilisation de lunettes polarisantes pour diriger la lumière de différentes images vers les yeux gauche et droit selon des polarisations perpendiculaires, ce qui est le principe des films 3D au cinéma.
Le développement de dispositifs de contrôle de polarisation optique haute performance est la clé du développement d’une technologie d’application de la lumière polarisée.Les dispositifs de contrôle de polarisation typiques comprennent un générateur d'état de polarisation, un brouilleur, un analyseur de polarisation, un contrôleur de polarisation, etc. Ces dernières années, la technologie de manipulation de polarisation optique accélère les progrès et s'intègre profondément dans un certain nombre de domaines émergents d'une grande importance.
Prisecommunication optiqueà titre d'exemple, motivé par la demande de transmission massive de données dans les centres de données, de cohérence longue distanceoptiquela technologie de communication s'étend progressivement aux applications d'interconnexion à courte portée qui sont très sensibles au coût et à la consommation d'énergie, et l'utilisation de la technologie de manipulation de polarisation peut réduire efficacement le coût et la consommation d'énergie des systèmes de communication optique cohérents à courte portée.Cependant, à l'heure actuelle, le contrôle de la polarisation est principalement réalisé par des composants optiques discrets, ce qui limite sérieusement l'amélioration des performances et la réduction des coûts.Avec le développement rapide de la technologie d'intégration optoélectronique, l'intégration et les puces sont des tendances importantes dans le développement futur des dispositifs de contrôle de polarisation optique.
Cependant, les guides d'ondes optiques préparés 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 du champ optique.D'une part, la taille de l'appareil est grande et il est difficile de répondre aux besoins de développement en matière d'intégration.D’un autre côté, l’interaction électrooptique est faible et la tension de commande du dispositif est élevée.
Au cours des dernières années,appareils photoniquesà base de niobate de lithium, les matériaux en couches minces 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 favorisés par l’industrie.Dans des recherches récentes, la puce de contrôle de polarisation optique intégrée est réalisée sur la plate-forme d'intégration photonique à couche mince de niobate de lithium, comprenant un générateur de polarisation, un brouilleur, un analyseur de polarisation, un contrôleur de polarisation et d'autres fonctions principales.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 du monde et ont montré d'excellentes performances à haute vitesse, à faible coût, sans perte de modulation parasite et à faible tension d'entraînement.Les résultats de la recherche réalisent pour la première fois une série de mesures de haute performanceniobate de lithiumdispositifs de contrôle de polarisation optique à couche mince, composés de deux unités de base : 1. Rotation/séparateur de polarisation, 2. Interféromètre Mach-zindel (explication >), comme le montre la figure 1.
Heure de publication : 26 décembre 2023