בקרה אלקטרו-אופטית של קיטוב מתממש

קיטוב אלקטרו-אופטיהשליטה מתממשת על ידי כתיבת לייזר Femtosecond ומודולציה של קריסטל נוזלי

חוקרים בגרמניה פיתחו שיטה חדשה לבקרת אותות אופטיים על ידי שילוב כתיבת לייזר Femtosecond וקריסטל נוזליאפנון אלקטרו-אופטיו על ידי הטמעת שכבת גביש נוזלי במוליך הגל, מתממשת השליטה האלקטרו-אופטית במצב קיטוב הקורה. הטכנולוגיה פותחת אפשרויות חדשות לחלוטין למכשירים מבוססי שבבים ומעגלים פוטוניים מורכבים המיוצרים בטכנולוגיית כתיבת לייזר של Femtosecond. צוות המחקר פירט כיצד הם יצרו צלחות גל מכוונות במדריכי גל סיליקון מתמזגים. כאשר מופעל מתח על הגביש הנוזל, מולקולות הגביש הנוזל מסתובבות, מה שמשנה את מצב הקיטוב של האור המועבר במוליך הגל. בניסויים שנערכו, החוקרים מווסדים בהצלחה את קיטוב האור בשני אורכי גל שונים הגלויים (איור 1).

שילוב של שתי טכנולוגיות עיקריות להשגת התקדמות חדשנית במכשירים משולבים פוטוניים תלת -ממדיים
היכולת של לייזרים של Femtosecond לכתוב במדויק מדריכי גל עמוק בתוך החומר, ולא רק על פני השטח, הופכת אותם לטכנולוגיה מבטיחה כדי למקסם את מספר מדריכי הגל על ​​שבב בודד. הטכנולוגיה פועלת על ידי מיקוד קרן לייזר בעוצמה גבוהה בתוך חומר שקוף. כאשר עוצמת האור מגיעה לרמה מסוימת, הקורה משנה את תכונות החומר בנקודת היישום שלו, ממש כמו עט עם דיוק מיקרון.
צוות המחקר שילב שתי טכניקות פוטון בסיסיות כדי להטמיע שכבה של גבישים נוזליים במוליך הגל. כאשר הקורה עוברת דרך מדריך הגל ודרך הגביש הנוזל, השלב והקיטוב של הקורה משתנים ברגע שמופעל שדה חשמלי. בהמשך, הקורה המווסתת תמשיך להתפשט דרך החלק השני של מוליך הגל, ובכך תשיג את העברת האות האופטי עם מאפייני אפנון. טכנולוגיה היברידית זו המשלבת בין שתי הטכנולוגיות מאפשרת את היתרונות של שניהם באותו מכשיר: מצד אחד, הצפיפות הגבוהה של ריכוז האור שהובאה על ידי אפקט מוליך הגלים, ומצד שני, כוונון הגבוה של הגביש הנוזל. מחקר זה פותח דרכים חדשות להשתמש בתכונות של גבישים נוזליים כדי להטביע מדריכי גל בנפח הכללי של המכשירים כ-מודולטוריםעֲבוּרמכשירים פוטוניים.

איור 1 איור 1 החוקרים משובצים שכבות קריסטל נוזליות למדריכי גל שנוצרו על ידי כתיבת לייזר ישיר, וניתן להשתמש במכשיר ההיברידי המתקבל כדי לשנות את הקיטוב של האור שעובר דרך מדריכי הגל

יישום ויישומים של גביש נוזלי במודולציה של מוליך גל של לייזר Femtosecond
לַמרוֹתאפנון אופטיבמדריכי גל לייזר של Femtosecond הושגה בעבר בעיקר על ידי יישום חימום מקומי על מדריכי הגל, במחקר זה, הקיטוב נשלט ישיר באמצעות גבישים נוזליים. "הגישה שלנו כוללת מספר יתרונות פוטנציאליים: צריכת חשמל נמוכה יותר, היכולת לעבד מדריכי גל פרטניים באופן עצמאי, והפחתת הפרעות בין מדריכי גל סמוכים", מציינים החוקרים. כדי לבחון את יעילות המכשיר, הצוות הזריק לייזר למוליך הגל ושינוי האור על ידי שינוי המתח המופעל על שכבת הגביש הנוזל. שינויי הקיטוב שנצפו בתפוקה תואמים את הציפיות התיאורטיות. החוקרים גם מצאו כי לאחר ששולב הגביש הנוזלי במוליך הגל, מאפייני האפנון של הגביש הנוזלי נותרו ללא שינוי. החוקרים מדגישים כי המחקר הוא בסך הכל הוכחה למושג, ולכן עדיין יש הרבה עבודה לפני שניתן להשתמש בטכנולוגיה בפועל. לדוגמה, מכשירים נוכחיים מווסתים את כל מדריכי הגל באותה צורה, כך שהצוות פועל להשגת שליטה עצמאית על כל מוליך גל בודד.