Modulador EoSérie: Dispositivo de controle de polarização de filme fino de niobato de lítio de alta velocidade, baixa tensão e tamanho reduzido
As ondas de luz no espaço livre (assim como as ondas eletromagnéticas de outras frequências) são ondas de cisalhamento, e a direção de vibração de seus campos elétrico e magnético apresenta diversas orientações possíveis na seção transversal perpendicular à direção de propagação, o que é a propriedade de polarização da luz. A polarização possui importante valor de aplicação em áreas como comunicação óptica coerente, detecção industrial, biomedicina, sensoriamento remoto da Terra, aplicações militares modernas, aviação e oceanografia.
Na natureza, para melhor se orientarem, muitos organismos desenvolveram sistemas visuais capazes de distinguir a polarização da luz. Por exemplo, as abelhas possuem cinco olhos (três olhos simples e dois olhos compostos), cada um contendo 6.300 microcélulas, que as ajudam a obter um mapa da polarização da luz em todas as direções do céu. A abelha utiliza esse mapa de polarização para localizar e guiar com precisão sua espécie até as flores que encontra. Os seres humanos não possuem órgãos fisiológicos semelhantes aos das abelhas para detectar a polarização da luz e precisam utilizar equipamentos artificiais para perceber e manipular essa polarização. Um exemplo típico é o uso de óculos polarizados para direcionar a luz de diferentes imagens para os olhos esquerdo e direito em polarizações perpendiculares, princípio que rege os filmes 3D no cinema.
O desenvolvimento de dispositivos de controle de polarização óptica de alto desempenho é fundamental para o avanço da tecnologia de aplicação da luz polarizada. Dispositivos típicos de controle de polarização incluem geradores de estado de polarização, embaralhadores, analisadores de polarização, controladores de polarização, entre outros. Nos últimos anos, a tecnologia de manipulação da polarização óptica tem apresentado avanços acelerados e se integrado profundamente a diversas áreas emergentes de grande importância.
Tirandocomunicação ópticaPor exemplo, impulsionada pela demanda por transmissão massiva de dados em data centers, a comunicação coerente de longa distância...ópticoA tecnologia de comunicação está gradualmente se expandindo para aplicações de interconexão de curto alcance, que são altamente sensíveis a custos e consumo de energia, e o uso da tecnologia de manipulação de polarização pode reduzir efetivamente o custo e o consumo de energia de sistemas de comunicação óptica coerente de curto alcance. No entanto, atualmente, o controle de polarização é realizado principalmente por componentes ópticos discretos, o que limita seriamente a melhoria do desempenho e a redução de custos. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia de integração optoeletrônica, a integração e a miniaturização em chip são tendências importantes no desenvolvimento futuro de dispositivos de controle de polarização óptica.
No entanto, os guias de onda ópticos preparados em cristais de niobato de lítio tradicionais apresentam as desvantagens de baixo contraste de índice de refração e fraca capacidade de ligação do campo óptico. Por um lado, o tamanho do dispositivo é grande, dificultando o atendimento às necessidades de integração. Por outro lado, a interação eletro-óptica é fraca e a tensão de acionamento do dispositivo é alta.
Nos últimos anos,dispositivos fotônicosOs materiais de película fina de niobato de lítio têm alcançado progressos históricos, atingindo velocidades mais altas e tensões de operação mais baixas do que os materiais tradicionais.dispositivos fotônicos de niobato de lítioPor isso, são muito apreciados pela indústria. Em pesquisas recentes, um chip integrado de controle de polarização óptica foi implementado em uma plataforma de integração fotônica de filme fino de niobato de lítio, incluindo gerador de polarização, embaralhador, analisador de polarização, controlador de polarização e outras funções principais. Os principais parâmetros desses chips, como velocidade de geração de polarização, taxa de extinção de polarização, velocidade de perturbação de polarização e velocidade de medição, estabeleceram novos recordes mundiais e demonstraram excelente desempenho em alta velocidade, baixo custo, ausência de perda de modulação parasita e baixa tensão de acionamento. Os resultados da pesquisa permitem, pela primeira vez, a implementação de uma série de dispositivos de alto desempenho.niobato de lítioDispositivos de controle de polarização óptica de filme fino, que são compostos por duas unidades básicas: 1. Rotação/divisor de polarização, 2. Interferômetro de Mach-Zindel (explicação >), conforme mostrado na Figura 1.
Data da publicação: 26/12/2023