โพลาไรเซชันไฟฟ้าออปติกการควบคุมทำได้โดยการเขียนด้วยเลเซอร์ femtosecond และการปรับคริสตัลเหลว
นักวิจัยในเยอรมนีได้พัฒนาวิธีการใหม่ในการควบคุมสัญญาณแสงโดยการรวมการเขียนด้วยเลเซอร์ femtosecond และผลึกเหลวการมอดูเลตด้วยไฟฟ้าออปติก- ด้วยการฝังชั้นผลึกเหลวลงในท่อนำคลื่น ทำให้เกิดการควบคุมสถานะโพลาไรเซชันของลำแสงด้วยไฟฟ้าและแสง เทคโนโลยีนี้เปิดโอกาสใหม่ทั้งหมดให้กับอุปกรณ์ที่ใช้ชิปและวงจรโฟโตนิกที่ซับซ้อนซึ่งสร้างขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการเขียนด้วยเลเซอร์เฟมโตวินาที ทีมวิจัยให้รายละเอียดว่าพวกเขาสร้างแผ่นคลื่นแบบปรับได้ในท่อนำคลื่นซิลิคอนผสมได้อย่างไร เมื่อใช้แรงดันไฟฟ้ากับคริสตัลเหลว โมเลกุลคริสตัลเหลวจะหมุน ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะโพลาไรเซชันของแสงที่ส่งผ่านท่อนำคลื่น ในการทดลองที่ดำเนินการ นักวิจัยประสบความสำเร็จในการปรับโพลาไรเซชันของแสงที่ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้สองค่าที่แตกต่างกัน (รูปที่ 1)
การผสมผสานเทคโนโลยีหลักสองประการเข้าด้วยกันเพื่อบรรลุความก้าวหน้าทางนวัตกรรมในอุปกรณ์ที่บูรณาการโทนิคแบบ 3 มิติ
ความสามารถของเลเซอร์ femtosecond ในการเขียนท่อนำคลื่นที่อยู่ลึกเข้าไปในวัสดุอย่างแม่นยำ ไม่ใช่แค่บนพื้นผิว ทำให้เลเซอร์เหล่านี้เป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มที่จะเพิ่มจำนวนท่อนำคลื่นบนชิปตัวเดียวให้ได้มากที่สุด เทคโนโลยีนี้ทำงานโดยการเน้นลำแสงเลเซอร์ความเข้มสูงภายในวัสดุโปร่งใส เมื่อความเข้มของแสงถึงระดับหนึ่ง ลำแสงจะเปลี่ยนคุณสมบัติของวัสดุ ณ จุดใช้งาน เช่นเดียวกับปากกาที่มีความแม่นยำระดับไมครอน
ทีมวิจัยได้รวมเทคนิคโฟตอนพื้นฐานสองประการเพื่อฝังชั้นผลึกเหลวไว้ในท่อนำคลื่น ขณะที่ลำแสงเคลื่อนที่ผ่านท่อนำคลื่นและคริสตัลเหลว เฟสและโพลาไรเซชันของลำแสงจะเปลี่ยนไปเมื่อใช้สนามไฟฟ้า ต่อจากนั้น ลำแสงมอดูเลตจะยังคงแพร่กระจายผ่านส่วนที่สองของท่อนำคลื่น ซึ่งจะทำให้สามารถส่งสัญญาณแสงที่มีลักษณะการมอดูเลชั่นได้ เทคโนโลยีไฮบริดที่รวมเทคโนโลยีทั้งสองนี้เข้าด้วยกันทำให้เกิดข้อได้เปรียบของทั้งสองอย่างในอุปกรณ์เดียวกัน ในด้านหนึ่งคือความหนาแน่นสูงของความเข้มข้นของแสงที่เกิดจากเอฟเฟ็กต์ท่อนำคลื่น และในทางกลับกัน ความสามารถในการปรับแต่งสูงของผลึกเหลว งานวิจัยนี้เปิดช่องทางใหม่ในการใช้คุณสมบัติของผลึกเหลวเพื่อฝังท่อนำคลื่นในปริมาตรโดยรวมของอุปกรณ์ดังนี้โมดูเลเตอร์สำหรับอุปกรณ์โทนิค.
รูปที่ 1 นักวิจัยฝังชั้นคริสตัลเหลวลงในท่อนำคลื่นที่สร้างขึ้นโดยการเขียนด้วยเลเซอร์โดยตรง และอุปกรณ์ไฮบริดที่ได้นั้นสามารถใช้เพื่อเปลี่ยนโพลาไรเซชันของแสงที่ผ่านท่อนำคลื่น
การประยุกต์และข้อดีของผลึกเหลวในการปรับท่อนำคลื่นเลเซอร์เฟมโตวินาที
แม้ว่าการปรับแสงในท่อนำคลื่นการเขียนด้วยเลเซอร์ femtosecond ก่อนหน้านี้ประสบความสำเร็จโดยการใช้ความร้อนเฉพาะที่กับท่อนำคลื่น ในการศึกษานี้ โพลาไรซ์ถูกควบคุมโดยตรงโดยใช้ผลึกเหลว “แนวทางของเรามีข้อดีที่เป็นไปได้หลายประการ ได้แก่ การใช้พลังงานน้อยลง ความสามารถในการประมวลผลท่อนำคลื่นแต่ละอันอย่างเป็นอิสระ และลดการรบกวนระหว่างท่อนำคลื่นที่อยู่ติดกัน” นักวิจัยตั้งข้อสังเกต เพื่อทดสอบประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ทีมงานได้ฉีดเลเซอร์เข้าไปในท่อนำคลื่นและปรับแสงโดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับชั้นผลึกเหลว การเปลี่ยนแปลงโพลาไรเซชันที่สังเกตได้ที่เอาต์พุตนั้นสอดคล้องกับความคาดหวังทางทฤษฎี นักวิจัยยังพบว่าหลังจากที่คริสตัลเหลวถูกรวมเข้ากับท่อนำคลื่นแล้ว ลักษณะการปรับของคริสตัลเหลวยังคงไม่เปลี่ยนแปลง นักวิจัยเน้นย้ำว่าการศึกษานี้เป็นเพียงการพิสูจน์แนวคิดเท่านั้น ดังนั้นจึงยังมีงานอีกมากที่ต้องทำก่อนที่เทคโนโลยีจะสามารถนำมาใช้ได้จริง ตัวอย่างเช่น อุปกรณ์ในปัจจุบันจะปรับท่อนำคลื่นทั้งหมดในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นทีมงานจึงทำงานเพื่อให้บรรลุการควบคุมท่อนำคลื่นแต่ละรายการอย่างเป็นอิสระ
เวลาโพสต์: 14 พฤษภาคม 2024