O controle eletro-óptico da polarização é realizado por meio de escrita a laser de femtosegundo e modulação de cristal líquido.

Polarização eletro-ópticaO controle é realizado por meio de escrita a laser de femtosegundo e modulação de cristal líquido.

Pesquisadores na Alemanha desenvolveram um novo método de controle de sinais ópticos combinando escrita a laser de femtosegundo e cristal líquido.modulação eletro-ópticaAo incorporar uma camada de cristal líquido no guia de ondas, o controle eletro-óptico do estado de polarização do feixe é realizado. A tecnologia abre possibilidades totalmente novas para dispositivos baseados em chips e circuitos fotônicos complexos fabricados com tecnologia de gravação a laser de femtosegundo. A equipe de pesquisa detalhou como fabricou placas de onda sintonizáveis ​​em guias de ondas de silício fundido. Quando uma voltagem é aplicada ao cristal líquido, as moléculas do cristal líquido giram, o que altera o estado de polarização da luz transmitida no guia de ondas. Nos experimentos realizados, os pesquisadores modularam com sucesso a polarização da luz em dois comprimentos de onda visíveis diferentes (Figura 1).

Combinando duas tecnologias-chave para alcançar avanços inovadores em dispositivos fotônicos integrados 3D.
A capacidade dos lasers de femtosegundo de gravar guias de onda com precisão no interior do material, em vez de apenas na superfície, torna-os uma tecnologia promissora para maximizar o número de guias de onda em um único chip. A tecnologia funciona focando um feixe de laser de alta intensidade dentro de um material transparente. Quando a intensidade da luz atinge um determinado nível, o feixe altera as propriedades do material no ponto de aplicação, como uma caneta com precisão micrométrica.
A equipe de pesquisa combinou duas técnicas básicas de fótons para incorporar uma camada de cristais líquidos no guia de ondas. À medida que o feixe se propaga pelo guia de ondas e pelo cristal líquido, sua fase e polarização se alteram quando um campo elétrico é aplicado. Subsequentemente, o feixe modulado continua a se propagar pela segunda parte do guia de ondas, possibilitando a transmissão do sinal óptico com características de modulação. Essa tecnologia híbrida, que combina as duas tecnologias, permite aproveitar as vantagens de ambas em um mesmo dispositivo: por um lado, a alta densidade de concentração de luz proporcionada pelo efeito do guia de ondas e, por outro, a alta capacidade de ajuste do cristal líquido. Esta pesquisa abre novas possibilidades para o uso das propriedades dos cristais líquidos na incorporação de guias de ondas no volume total de dispositivos.moduladoresparadispositivos fotônicos.

Figura 1. Os pesquisadores incorporaram camadas de cristal líquido em guias de onda criados por escrita direta a laser, e o dispositivo híbrido resultante pode ser usado para alterar a polarização da luz que passa pelos guias de onda.

Aplicações e vantagens do cristal líquido na modulação de guias de onda a laser de femtosegundo
Emboramodulação ópticaA gravação de guias de onda por laser de femtosegundo, que antes era realizada principalmente por meio do aquecimento localizado, neste estudo, a polarização foi controlada diretamente utilizando cristais líquidos. "Nossa abordagem apresenta diversas vantagens potenciais: menor consumo de energia, capacidade de processar guias de onda individuais de forma independente e menor interferência entre guias de onda adjacentes", observam os pesquisadores. Para testar a eficácia do dispositivo, a equipe injetou um laser no guia de onda e modulou a luz variando a voltagem aplicada à camada de cristal líquido. As mudanças de polarização observadas na saída estão de acordo com as expectativas teóricas. Os pesquisadores também descobriram que, após a integração do cristal líquido ao guia de onda, as características de modulação do cristal líquido permaneceram inalteradas. Os pesquisadores ressaltam que o estudo é apenas uma prova de conceito, portanto, ainda há muito trabalho a ser feito antes que a tecnologia possa ser usada na prática. Por exemplo, os dispositivos atuais modulam todos os guias de onda da mesma maneira, então a equipe está trabalhando para alcançar o controle independente de cada guia de onda individual.