ตัวปรับอีโอซีรี่ส์: อุปกรณ์ควบคุมการโพลาไรเซชันฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบตความเร็วสูง แรงดันต่ำ ขนาดเล็ก
คลื่นแสงในอวกาศอิสระ (รวมถึงคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความถี่อื่นๆ) เป็นคลื่นเฉือน และทิศทางการสั่นของสนามไฟฟ้าและสนามแม่เหล็กมีทิศทางที่เป็นไปได้หลากหลายในภาคตัดขวางที่ตั้งฉากกับทิศทางการแพร่กระจาย ซึ่งเป็นคุณสมบัติการโพลาไรซ์ของแสง การโพลาไรซ์มีคุณค่าในการประยุกต์ใช้ที่สำคัญในด้านการสื่อสารด้วยแสงแบบโคherent การตรวจจับทางอุตสาหกรรม ชีวการแพทย์ การสำรวจระยะไกลของโลก การทหารสมัยใหม่ การบิน และการสำรวจทางทะเล
ในธรรมชาติ สิ่งมีชีวิตหลายชนิดได้พัฒนาระบบการมองเห็นที่สามารถแยกแยะความแตกต่างของแสงโพลาไรซ์ได้ เพื่อให้สามารถนำทางได้ดียิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ผึ้งมีตาห้าดวง (ตาเดี่ยวสามดวง และตาประกอบสองดวง) แต่ละดวงประกอบด้วยดวงตาขนาดเล็ก 6,300 ดวง ซึ่งช่วยให้ผึ้งสร้างแผนที่ของแสงโพลาไรซ์ในทุกทิศทางบนท้องฟ้า ผึ้งสามารถใช้แผนที่โพลาไรซ์นี้ในการระบุตำแหน่งและนำทางฝูงของมันไปยังดอกไม้ที่พบได้อย่างแม่นยำ มนุษย์ไม่มีอวัยวะทางสรีรวิทยาที่คล้ายกับผึ้งในการรับรู้แสงโพลาไรซ์ จึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์เทียมในการรับรู้และควบคุมแสงโพลาไรซ์ ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือ การใช้แว่นตาโพลาไรซ์เพื่อนำแสงจากภาพต่างๆ เข้าสู่ตาซ้ายและตาขวาในทิศทางโพลาไรซ์ตั้งฉาก ซึ่งเป็นหลักการของภาพยนตร์ 3 มิติในโรงภาพยนตร์
การพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมการโพลาไรซ์ของแสงที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีการประยุกต์ใช้แสงโพลาไรซ์ อุปกรณ์ควบคุมการโพลาไรซ์ทั่วไป ได้แก่ เครื่องกำเนิดสถานะโพลาไรซ์ เครื่องกระจายโพลาไรซ์ เครื่องวิเคราะห์โพลาไรซ์ ตัวควบคุมโพลาไรซ์ เป็นต้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการจัดการโพลาไรซ์ของแสงกำลังก้าวหน้าอย่างรวดเร็วและบูรณาการอย่างลึกซึ้งในหลายๆ ด้านที่กำลังเกิดขึ้นใหม่และมีความสำคัญอย่างยิ่ง
การเอาไปการสื่อสารด้วยแสงตัวอย่างเช่น ด้วยความต้องการส่งข้อมูลจำนวนมหาศาลในศูนย์ข้อมูล จึงจำเป็นต้องมีการส่งสัญญาณโคฮีเรนต์ระยะไกลออปติคอลเทคโนโลยีการสื่อสารกำลังค่อยๆ ขยายไปสู่การใช้งานการเชื่อมต่อระยะสั้น ซึ่งมีความอ่อนไหวสูงต่อต้นทุนและการใช้พลังงาน และการใช้เทคโนโลยีการควบคุมโพลาไรเซชันสามารถลดต้นทุนและการใช้พลังงานของระบบสื่อสารด้วยแสงแบบโคherent ระยะสั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบัน การควบคุมโพลาไรเซชันส่วนใหญ่ทำได้โดยใช้ส่วนประกอบทางแสงแบบแยกชิ้น ซึ่งจำกัดการพัฒนาประสิทธิภาพและการลดต้นทุนอย่างมาก ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีการรวมออปโตอิเล็กทรอนิกส์ การรวมและการผลิตชิปจึงเป็นแนวโน้มสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์ควบคุมโพลาไรเซชันทางแสงในอนาคต
อย่างไรก็ตาม ท่อนำแสงที่เตรียมจากผลึกลิเธียมไนโอเบตแบบดั้งเดิมมีข้อเสียคือ ความแตกต่างของดัชนีหักเหต่ำ และความสามารถในการยึดเหนี่ยวสนามแสงอ่อนแอ นอกจากนี้ ขนาดของอุปกรณ์ยังใหญ่ ทำให้ยากต่อการตอบสนองความต้องการด้านการพัฒนาแบบบูรณาการ อีกทั้ง ปฏิสัมพันธ์ทางไฟฟ้าเชิงแสงก็อ่อนแอ และแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนอุปกรณ์ก็สูง
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาอุปกรณ์โฟตอนิกส์วัสดุฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบตได้สร้างความก้าวหน้าครั้งสำคัญ โดยสามารถทำความเร็วได้สูงกว่าและใช้แรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนต่ำกว่าวัสดุแบบดั้งเดิมอุปกรณ์โฟตอนิกส์ลิเธียมไนโอเบตดังนั้นจึงเป็นที่นิยมในอุตสาหกรรม ในงานวิจัยล่าสุด ชิปควบคุมโพลาไรเซชันเชิงแสงแบบบูรณาการได้รับการพัฒนาขึ้นบนแพลตฟอร์มการรวมโฟตอนิกส์ฟิล์มบางลิเธียมไนโอเบต ซึ่งรวมถึงฟังก์ชันหลักต่างๆ เช่น ตัวสร้างโพลาไรเซชัน ตัวสุ่มโพลาไรเซชัน ตัววิเคราะห์โพลาไรเซชัน ตัวควบคุมโพลาไรเซชัน และอื่นๆ พารามิเตอร์หลักของชิปเหล่านี้ เช่น ความเร็วในการสร้างโพลาไรเซชัน อัตราส่วนการลดทอนโพลาไรเซชัน ความเร็วในการรบกวนโพลาไรเซชัน และความเร็วในการวัด ได้สร้างสถิติโลกใหม่ และแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในด้านความเร็วสูง ต้นทุนต่ำ ไม่มีการสูญเสียการมอดูเลชันแบบปรสิต และแรงดันไฟฟ้าในการขับเคลื่อนต่ำ ผลการวิจัยนี้เป็นครั้งแรกที่ทำให้สามารถสร้างชุดอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูงได้ลิเธียมไนโอเบตอุปกรณ์ควบคุมการโพลาไรซ์ของแสงแบบฟิล์มบาง ซึ่งประกอบด้วยหน่วยพื้นฐานสองหน่วย ได้แก่ 1. ตัวหมุน/แยกโพลาไรซ์ และ 2. อินเตอร์เฟอโรเมตรแบบ Mach-Zindel (คำอธิบาย >) ดังแสดงในรูปที่ 1
วันที่โพสต์: 26 ธันวาคม 2023