Série de moduladores Eo: Dispositivo de controle de polarização de película fina de niobato de lítio de alta velocidade, baixa tensão e tamanho pequeno

Modulador EoSérie: Dispositivo de controle de polarização de película fina de niobato de lítio de alta velocidade, baixa tensão e tamanho pequeno

Ondas de luz no espaço livre (assim como ondas eletromagnéticas de outras frequências) são ondas de cisalhamento, e a direção de vibração de seus campos elétrico e magnético tem várias orientações possíveis na seção transversal perpendicular à direção de propagação, o que é a propriedade de polarização da luz. A polarização tem importante valor de aplicação nas áreas de comunicação óptica coerente, detecção industrial, biomedicina, sensoriamento remoto da Terra, forças armadas modernas, aviação e oceano.

Na natureza, para melhor navegar, muitos organismos desenvolveram sistemas visuais capazes de distinguir a polarização da luz. Por exemplo, as abelhas têm cinco olhos (três olhos simples e dois olhos compostos), cada um contendo 6.300 pequenos olhos, que as ajudam a obter um mapa da polarização da luz em todas as direções do céu. A abelha pode usar o mapa de polarização para localizar e guiar com precisão sua própria espécie até as flores que encontra. Os seres humanos não possuem órgãos fisiológicos semelhantes aos das abelhas para sentir a polarização da luz e precisam usar equipamentos artificiais para sentir e manipular a polarização da luz. Um exemplo típico é o uso de óculos polarizadores para direcionar a luz de diferentes imagens para os olhos esquerdo e direito em polarizações perpendiculares, que é o princípio dos filmes 3D no cinema.

O desenvolvimento de dispositivos de controle de polarização óptica de alto desempenho é fundamental para o desenvolvimento da tecnologia de aplicação de luz polarizada. Dispositivos de controle de polarização típicos incluem geradores de estados de polarização, scramblers, analisadores de polarização, controladores de polarização, etc. Nos últimos anos, a tecnologia de manipulação de polarização óptica tem acelerado seu progresso e se integrado profundamente a diversas áreas emergentes de grande importância.

Tirandocomunicação ópticacomo exemplo, impulsionado pela demanda por transmissão massiva de dados em data centers, redes coerentes de longa distânciaópticoA tecnologia de comunicação está se expandindo gradualmente 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 da 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 o chip são tendências importantes no desenvolvimento futuro de dispositivos de controle de polarização óptica.
No entanto, os guias de onda ópticos preparados em cristais tradicionais de niobato de lítio apresentam as desvantagens de baixo contraste de índice de refração e baixa capacidade de ligação do campo óptico. Por um lado, o tamanho do dispositivo é grande e é difícil atender às necessidades de desenvolvimento de integração. Por outro lado, a interação eletroóptica é fraca e a tensão de acionamento do dispositivo é alta.

Nos últimos anos,dispositivos fotônicosbaseados em materiais de película fina de niobato de lítio fizeram progressos históricos, alcançando velocidades mais altas e tensões de acionamento mais baixas do que os tradicionaisdispositivos fotônicos de niobato de lítio, por isso são os preferidos da indústria. Em pesquisas recentes, o chip integrado de controle de polarização óptica foi desenvolvido na 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, razão 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, sem perdas de modulação parasitárias e baixa tensão de acionamento. Os resultados da pesquisa, pela primeira vez, realizam uma série de alto desempenho.niobato de lítiodispositivos de controle de polarização óptica de filme fino, que são compostos de duas unidades básicas: 1. Rotação/divisor de polarização, 2. Interferômetro de Mach-Zindel (explicação >), conforme mostrado na Figura 1.