Le contrôle électro-optique de polarisation est réalisé par l'écriture laser fémtoseconde et la modulation de cristal liquide

Polarisation électro-optiqueLe contrôle est réalisé par l'écriture laser fémtoseconde et la modulation des cristaux liquides

Des chercheurs en Allemagne ont développé une nouvelle méthode de contrôle optique du signal en combinant l'écriture laser fémtoseconde et les cristaux liquidesmodulation électro-optique. En intégrant la couche de cristal liquide dans le guide d'onde, la commande électro-optique de l'état de polarisation du faisceau est réalisée. La technologie ouvre des possibilités entièrement nouvelles pour les appareils basés sur des puces et les circuits photoniques complexes fabriqués à l'aide de la technologie d'écriture laser fémtoseconde. L'équipe de recherche a détaillé comment ils avaient fait des plaques d'ondes accordables dans des guides d'ondes de silicium fusionnés. Lorsqu'une tension est appliquée au cristal liquide, les molécules de cristal liquide tournent, ce qui modifie l'état de polarisation de la lumière transmise dans le guide d'onde. Dans les expériences menées, les chercheurs ont réussi à moduler complètement la polarisation de la lumière à deux longueurs d'onde visibles différentes (figure 1).

Combiner deux technologies clés pour réaliser des progrès innovants dans les appareils intégrés photoniques 3D
La capacité des lasers fémtosecondes à écrire précisément les guides d'ondes au plus profond du matériau, plutôt qu'à la surface, en fait une technologie prometteuse pour maximiser le nombre de guides d'ondes sur une seule puce. La technologie fonctionne en concentrant un faisceau laser à haute intensité à l'intérieur d'un matériau transparent. Lorsque l'intensité lumineuse atteint un certain niveau, le faisceau modifie les propriétés du matériau à son point d'application, tout comme un stylo avec une précision de micron.
L'équipe de recherche a combiné deux techniques de photons de base pour intégrer une couche de cristaux liquides dans le guide d'ondes. Alors que le faisceau se déplace à travers le guide d'onde et à travers le cristal liquide, la phase et la polarisation du faisceau changent une fois qu'un champ électrique est appliqué. Par la suite, le faisceau modulé continuera de se propager à travers la deuxième partie du guide d'onde, atteignant ainsi la transmission du signal optique avec les caractéristiques de modulation. Cette technologie hybride combinant les deux technologies permet les avantages des deux dans le même appareil: d'une part, la forte densité de concentration de lumière provoquée par l'effet de guide d'onde, et d'autre part, le réglage élevé du cristal liquide. Cette recherche ouvre de nouvelles façons d'utiliser les propriétés des cristaux liquides pour intégrer des guides d'ondes dans le volume global de dispositifs commemodulateurspourdispositifs photoniques.

Figure 1 Les chercheurs ont intégré les couches de cristal liquide en guides d'ondes créés par l'écriture laser directe, et le dispositif hybride résultant pourrait être utilisé pour changer la polarisation de la lumière passant par les guides d'ondes

Application et avantages du cristal liquide dans la modulation du guide d'onde laser fémtoseconde
Bien quemodulation optiqueDans les guides d'ondes d'écriture laser fémtoseconde, a été précédemment réalisé principalement en appliquant un chauffage local aux guides d'ondes, dans cette étude, la polarisation a été directement contrôlée en utilisant des cristaux liquides. "Notre approche présente plusieurs avantages potentiels: une consommation d'énergie inférieure, la capacité de traiter les guides d'ondes individuels indépendamment et une interférence réduite entre les guides d'ondes adjacents", notent les chercheurs. Pour tester l'efficacité de l'appareil, l'équipe a injecté un laser dans le guide d'onde et a modulé la lumière en faisant varier la tension appliquée à la couche de cristal liquide. Les changements de polarisation observés à la sortie sont cohérents avec les attentes théoriques. Les chercheurs ont également constaté qu'après l'intégration du cristal liquide avec le guide d'onde, les caractéristiques de modulation du cristal liquide sont restées inchangées. Les chercheurs soulignent que l'étude n'est qu'une preuve de concept, il reste donc beaucoup de travail à faire avant que la technologie puisse être utilisée dans la pratique. Par exemple, les appareils actuels modulent tous les guides d'ondes de la même manière, donc l'équipe travaille pour obtenir un contrôle indépendant de chaque guide d'ondes individuel.