펨토초 레이저 쓰기와 액정 변조를 통해 편광 전기광학 제어가 실현됩니다.

편광 전기광학제어는 펨토초 레이저 쓰기와 액정 변조로 실현됩니다.

독일 연구원들은 펨토초 레이저 쓰기와 액정을 결합하여 광 신호 제어의 새로운 방법을 개발했습니다.전기광학 변조액정층을 도파관에 매립함으로써 빔 편광 상태의 전기광학적 제어가 실현됩니다. 이 기술은 펨토초 레이저 기록 기술을 사용하여 제작된 칩 기반 장치와 복잡한 광자 회로에 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다. 연구팀은 용융 실리콘 도파관에서 가변 파장판을 제작하는 방법을 자세히 설명했습니다. 액정에 전압을 인가하면 액정 분자가 회전하여 도파관을 통과하는 빛의 편광 상태가 변합니다. 연구진은 실험을 통해 두 가지 서로 다른 가시광선 파장에서 빛의 편광을 완벽하게 변조하는 데 성공했습니다(그림 1).

3D 광자 집적 소자에서 혁신적인 진전을 이루기 위한 두 가지 핵심 기술 결합
펨토초 레이저는 재료 표면뿐만 아니라 재료 내부 깊숙이 도파로를 정밀하게 기록할 수 있어 단일 칩에 집적할 수 있는 도파로 수를 극대화하는 유망한 기술입니다. 이 기술은 투명한 재료 내부에 고강도 레이저 빔을 집중시키는 방식으로 작동합니다. 광도가 일정 수준에 도달하면, 빔은 마치 마이크론 단위의 정확도를 가진 펜처럼 재료의 특성을 변화시킵니다.
연구팀은 두 가지 기본적인 광자 기술을 결합하여 도파로에 액정 층을 매립했습니다. 빔이 도파로와 액정을 통과할 때, 전기장이 인가되면 빔의 위상과 편광이 변합니다. 이후 변조된 빔은 도파로의 두 번째 부분을 통해 계속 전파되어 변조 특성을 가진 광 신호 전송을 달성합니다. 두 기술을 결합한 이 하이브리드 기술은 동일한 소자에서 두 기술의 장점을 모두 구현합니다. 한편으로는 도파로 효과로 인한 높은 광 집광 밀도, 다른 한편으로는 액정의 높은 조정 가능성입니다. 이 연구는 액정의 특성을 활용하여 소자 전체에 도파로를 매립하는 새로운 방법을 제시합니다.변조기~을 위한광자 소자.

그림 1 연구원들은 직접 레이저 쓰기로 만든 광파관에 액정 층을 삽입했고, 그 결과 생성된 하이브리드 장치는 광파관을 통과하는 빛의 편광을 변경하는 데 사용될 수 있었습니다.

펨토초 레이저 도파관 변조에서 액정의 응용 및 장점
하지만광 변조펨토초 레이저로 도파관을 작성하는 것은 이전에는 주로 도파관에 국소 가열을 적용하여 이루어졌지만, 이번 연구에서는 액정을 이용하여 편광을 직접 제어했습니다. 연구진은 "저희의 접근 방식은 전력 소비 감소, 개별 도파관을 독립적으로 처리할 수 있는 능력, 그리고 인접 도파관 간의 간섭 감소라는 여러 가지 잠재적 이점을 가지고 있습니다."라고 언급했습니다. 연구팀은 이 장치의 효과를 시험하기 위해 도파관에 레이저를 주입하고 액정층에 인가되는 전압을 변화시켜 빛을 변조했습니다. 출력에서 ​​관찰된 편광 변화는 이론적 예측과 일치했습니다. 또한 연구진은 액정을 도파관에 통합한 후에도 액정의 변조 특성이 변하지 않음을 발견했습니다. 연구진은 이 연구가 단지 개념 증명일 뿐이므로 이 기술을 실제로 사용하기 위해서는 아직 많은 연구가 필요하다고 강조했습니다. 예를 들어, 현재 장치들은 모든 도파관을 동일한 방식으로 변조하기 때문에, 연구팀은 각 도파관의 독립적인 제어를 달성하기 위해 노력하고 있습니다.