ЭО модуляторСерия: Высокоскоростное, низковольтное, малогабаритное устройство управления поляризацией тонкой пленки на основе ниобата лития
Световые волны в свободном пространстве (как и электромагнитные волны других частот) являются сдвиговыми волнами, и направление колебаний их электрических и магнитных полей может иметь различные возможные ориентации в поперечном сечении, перпендикулярном направлению распространения, что является поляризационным свойством света. Поляризация имеет важное прикладное значение в области когерентной оптической связи, промышленного обнаружения, биомедицины, дистанционного зондирования Земли, современной военной техники, авиации и океанологии.
В природе, чтобы лучше ориентироваться, многие организмы развили зрительные системы, способные различать поляризацию света. Например, у пчёл пять глаз (три одинарных и два сложных), каждый из которых содержит 6300 маленьких глазков, которые помогают пчёлам получать карту поляризации света во всех направлениях на небе. Пчёла может использовать карту поляризации для определения местоположения и точного наведения своего вида на цветы, которые она находит. У людей нет физиологических органов, подобных пчёлам, для восприятия поляризации света, и им необходимо использовать искусственное оборудование для восприятия и управления поляризацией света. Типичным примером является использование поляризационных очков для направления света от разных изображений в левый и правый глаза в перпендикулярной поляризации, что является принципом 3D-фильмов в кинотеатре.
Разработка высокопроизводительных устройств управления оптической поляризацией является ключом к развитию технологий применения поляризованного света. Типичные устройства управления поляризацией включают генераторы состояний поляризации, скремблеры, анализаторы поляризации, контроллеры поляризации и т. д. В последние годы технологии управления оптической поляризацией стремительно развиваются и глубоко интегрируются в ряд новых, имеющих важное значение областей.
Принимаяоптическая связьНапример, в связи с потребностью в массовой передаче данных в центрах обработки данных, когерентные сети на больших расстоянияхоптическийТехнологии связи постепенно распространяются на приложения ближней связи, которые крайне чувствительны к стоимости и энергопотреблению. Использование технологии управления поляризацией может эффективно снизить стоимость и энергопотребление систем ближней когерентной оптической связи. Однако в настоящее время управление поляризацией осуществляется преимущественно дискретными оптическими компонентами, что серьёзно ограничивает возможности повышения производительности и снижения стоимости. В условиях быстрого развития технологий оптоэлектронной интеграции, интеграция и чипы становятся важными тенденциями в будущем развитии устройств управления оптической поляризацией.
Однако оптические волноводы, изготовленные из традиционных кристаллов ниобата лития, обладают недостатками, такими как малый контраст показателя преломления и слабая способность связывания оптического поля. С одной стороны, размеры устройства велики, что затрудняет разработку интеграционных решений. С другой стороны, электрооптическое взаимодействие слабое, а напряжение возбуждения устройства высокое.
В последние годы,фотонные устройстваНа основе тонкопленочных материалов на основе ниобата лития достигнут исторический прогресс, достигнув более высоких скоростей и более низких напряжений возбуждения, чем традиционныефотонные устройства на основе ниобата лития, поэтому они пользуются популярностью в отрасли. В ходе недавних исследований был реализован интегральный чип управления оптической поляризацией на основе тонкоплёночной фотонной интеграционной платформы на основе ниобата лития, включающий генератор поляризации, скремблер, анализатор поляризации, контроллер поляризации и другие основные функции. Основные параметры этих чипов, такие как скорость генерации поляризации, коэффициент затухания поляризации, скорость возмущения поляризации и скорость измерения, установили новые мировые рекорды и продемонстрировали превосходные характеристики при высокой скорости, низкой стоимости, отсутствии паразитных потерь модуляции и низком напряжении управления. Результаты исследований впервые позволили реализовать ряд высокопроизводительныхниобат литияТонкопленочные оптические устройства управления поляризацией, которые состоят из двух основных блоков: 1. Поворотный делитель поляризации, 2. Интерферометр Маха-Цинделя (пояснение >), как показано на рисунке 1.
Время публикации: 26 декабря 2023 г.