Modulatore EoSerie: Dispositivo di controllo della polarizzazione a film sottile di niobato di litio ad alta velocità, bassa tensione e piccole dimensioni
Le onde luminose nello spazio libero (così come le onde elettromagnetiche di altre frequenze) sono onde di taglio e la direzione di vibrazione dei loro campi elettrici e magnetici presenta diverse possibili orientazioni nella sezione trasversale perpendicolare alla direzione di propagazione, che rappresenta la proprietà di polarizzazione della luce. La polarizzazione ha importanti applicazioni nei campi della comunicazione ottica coerente, della rilevazione industriale, della biomedicina, del telerilevamento terrestre, dell'esercito moderno, dell'aviazione e dell'oceano.
In natura, per orientarsi meglio, molti organismi hanno sviluppato sistemi visivi in grado di distinguere la polarizzazione della luce. Ad esempio, le api hanno cinque occhi (tre singoli e due composti), ognuno dei quali contiene 6.300 piccoli occhi, che aiutano le api a ottenere una mappa della polarizzazione della luce in tutte le direzioni del cielo. L'ape può utilizzare la mappa di polarizzazione per localizzare e guidare con precisione la propria specie verso i fiori che trova. Gli esseri umani non possiedono organi fisiologici simili alle api per percepire la polarizzazione della luce e hanno bisogno di apparecchiature artificiali per percepire e manipolare la polarizzazione della luce. Un esempio tipico è l'uso di occhiali polarizzanti per dirigere la luce proveniente da immagini diverse negli occhi sinistro e destro in polarizzazioni perpendicolari, che è il principio dei film 3D al cinema.
Lo sviluppo di dispositivi di controllo ottico della polarizzazione ad alte prestazioni è fondamentale per lo sviluppo della tecnologia di applicazione della luce polarizzata. Tipici dispositivi di controllo della polarizzazione includono generatori di stati di polarizzazione, scrambler, analizzatori di polarizzazione, controllori di polarizzazione, ecc. Negli ultimi anni, la tecnologia di manipolazione ottica della polarizzazione sta accelerando i progressi e si sta integrando profondamente in diverse aree emergenti di grande importanza.
Prendendocomunicazione otticaad esempio, spinto dalla domanda di trasmissione massiccia di dati nei data center, la trasmissione coerente a lunga distanzaotticoLa tecnologia delle comunicazioni si sta gradualmente diffondendo ad applicazioni di interconnessione a corto raggio, altamente sensibili ai costi e al consumo energetico, e l'uso della tecnologia di manipolazione della polarizzazione può ridurre efficacemente i costi e il consumo energetico dei sistemi di comunicazione ottica coerente a corto raggio. Tuttavia, attualmente, il controllo della polarizzazione è realizzato principalmente da componenti ottici discreti, il che limita seriamente il miglioramento delle prestazioni e la riduzione dei costi. Con il rapido sviluppo della tecnologia di integrazione optoelettronica, l'integrazione e i chip sono tendenze importanti per il futuro sviluppo di dispositivi di controllo della polarizzazione ottica.
Tuttavia, le guide d'onda ottiche realizzate in cristalli tradizionali di niobato di litio presentano gli svantaggi di un basso contrasto di indice di rifrazione e di una debole capacità di legame al campo ottico. Da un lato, le dimensioni del dispositivo sono elevate e risulta difficile soddisfare le esigenze di sviluppo dell'integrazione. Dall'altro, l'interazione elettroottica è debole e la tensione di pilotaggio del dispositivo è elevata.
Negli ultimi anni,dispositivi fotoniciI materiali a film sottile basati su niobato di litio hanno compiuto progressi storici, raggiungendo velocità più elevate e tensioni di pilotaggio inferiori rispetto ai materiali tradizionali.dispositivi fotonici al niobato di litio, quindi sono i preferiti dall'industria. In una recente ricerca, il chip integrato per il controllo della polarizzazione ottica è realizzato su una piattaforma di integrazione fotonica a film sottile di niobato di litio, che include un generatore di polarizzazione, uno scrambler, un analizzatore di polarizzazione, un controller di polarizzazione e altre funzioni principali. I parametri principali di questi chip, come la velocità di generazione della polarizzazione, il rapporto di estinzione della polarizzazione, la velocità di perturbazione della polarizzazione e la velocità di misurazione, hanno stabilito nuovi record mondiali e hanno mostrato prestazioni eccellenti in termini di alta velocità, basso costo, assenza di perdite di modulazione parassita e bassa tensione di pilotaggio. I risultati della ricerca realizzano per la prima volta una serie di soluzioni ad alte prestazioni.niobato di litiodispositivi di controllo della polarizzazione ottica a film sottile, composti da due unità di base: 1. Rotazione/divisore di polarizzazione, 2. Interferometro di Mach-Zindel (spiegazione >), come mostrato nella Figura 1.
Data di pubblicazione: 26 dicembre 2023