(Tin tức Nanowerk) Các nhà nghiên cứu đã phát triển một phương pháp mới để điều khiển và điều khiển tín hiệu quang bằng cách nhúng một lớp tinh thể lỏng vào các ống dẫn sóng được tạo ra bằng cách ghi trực tiếp bằng tia laser. Các thiết bị mới cho phép điều khiển phân cực bằng quang điện, có thể mở ra những khả năng mới cho các thiết bị dựa trên chip và các mạch quang tử phức tạp dựa trên các ống dẫn sóng viết bằng femto giây. Alessandro Alberucci từ Đại học Friedrich Schiller Jena ở Đức cho biết: “Việc viết laser về ống dẫn sóng và điều chế quang điện thông qua tinh thể lỏng trước đây chưa từng được kết hợp theo cách này”. “Hy vọng rằng công nghệ này có thể được sử dụng để tạo ra một loại thiết bị quang tử tích hợp mới có thể xử lý lượng lớn thông tin cho các trung tâm dữ liệu và các ứng dụng sử dụng nhiều dữ liệu khác”. Trong tạp chí Vật liệu quang học Express (“Điều khiển quang điện của sự phân cực trong ống dẫn sóng viết bằng laser femto giây sử dụng một tế bào tinh thể lỏng nhúng”), các nhà nghiên cứu mô tả cách họ tạo ra một tấm sóng điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Khi điện áp được đặt vào tinh thể lỏng, các phân tử của nó quay, làm thay đổi sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Trong các thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã chứng minh sự điều chế hoàn toàn sự phân cực quang học ở hai bước sóng khả kiến khác nhau.
Các nhà nghiên cứu đã nhúng một lớp tinh thể lỏng vào ống dẫn sóng được tạo ra bằng cách ghi trực tiếp bằng tia laser (trong hình). Thiết bị lai thu được có thể dùng để thay đổi sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. (Hình ảnh: GRK 2101, Đại học Friedrich Schiller Jena) “Công việc của chúng tôi mở đường cho việc tích hợp các loại chức năng quang học mới vào toàn bộ khối lượng của một con chip thủy tinh, cho phép các thiết bị tích hợp quang tử 3D nhỏ gọn mà trước đây không thể thực hiện được,” Alberucci cho biết . “Bản chất 3D độc đáo của các ống dẫn sóng được viết bằng femto giây có thể được sử dụng để tạo ra các bộ điều biến ánh sáng không gian mới trong đó mỗi pixel được xử lý riêng biệt bởi một ống dẫn sóng. Công nghệ này cũng có thể tìm thấy ứng dụng trong việc hiện thực hóa thử nghiệm các mạng lưới thần kinh quang học dày đặc.”
Kết hợp hai công nghệ chủ chốt
Laser femto giây có thể được sử dụng để ghi các ống dẫn sóng sâu bên trong vật liệu - thay vì chỉ trên bề mặt như các phương pháp khác - khiến đây trở thành một phương pháp đầy hứa hẹn để tối đa hóa số lượng ống dẫn sóng trên một con chip. Phương pháp này liên quan đến việc tập trung chùm tia laser cường độ cao vào bên trong vật liệu trong suốt. Khi cường độ quang học đủ cao, chùm tia sẽ biến đổi vật liệu dưới ánh sáng, do đó hoạt động giống như một loại bút có độ chính xác đến micromet. Alberucci cho biết: “Khiếm khuyết quan trọng nhất của việc sử dụng công nghệ ghi laser femto giây để tạo ra các ống dẫn sóng là khó khăn trong việc điều chỉnh tín hiệu quang học trong các ống dẫn sóng này”. “Vì một mạng truyền thông hoàn chỉnh cần các thiết bị có khả năng kiểm soát tín hiệu truyền đi nên công việc của chúng tôi khám phá các giải pháp mới để khắc phục hạn chế này.” Trong bài báo mới, các nhà nghiên cứu đã kết hợp hai công nghệ quang tử cơ bản bằng cách nhúng một lớp tinh thể lỏng bên trong ống dẫn sóng. Khi chùm tia truyền bên trong ống dẫn sóng đi vào lớp tinh thể lỏng, nó sẽ thay đổi pha và độ phân cực của ánh sáng khi có điện trường tác dụng. Sau đó, chùm tia đã được sửa đổi sẽ truyền qua phần thứ hai của ống dẫn sóng, sao cho chùm tia có các đặc tính được điều chế sẽ truyền đi. Alberucci cho biết: “Sự lai tạo cho phép tiếp cận những ưu điểm của cả hai công nghệ trong cùng một thiết bị: nồng độ ánh sáng lớn nhờ hiệu ứng dẫn hướng và mức độ điều chỉnh lớn liên quan đến tinh thể lỏng”. “Nghiên cứu này dẫn đường đến việc sử dụng các đặc tính tinh thể lỏng làm bộ điều biến trong các thiết bị quang tử có các ống dẫn sóng được nhúng trong toàn bộ thể tích của chúng”.Lợi ích của phương pháp lai
Mặc dù sự điều chế quang học trong các ống dẫn sóng viết bằng laser femto giây trước đây đã đạt được bằng cách làm nóng cục bộ ống dẫn sóng, nhưng việc sử dụng tinh thể lỏng trong nghiên cứu mới cho phép kiểm soát trực tiếp sự phân cực. Alberucci cho biết: “Phương pháp tiếp cận của chúng tôi có một số lợi thế tiềm năng: mức tiêu thụ điện năng thấp hơn, khả năng xử lý các ống dẫn sóng đơn lẻ trong khối một cách độc lập và ít nhiễu xuyên âm giữa các ống dẫn sóng liền kề”. Để kiểm tra thiết bị, các nhà nghiên cứu đã đưa ánh sáng laser vào ống dẫn sóng và sau đó thay đổi điện áp đặt vào lớp tinh thể lỏng để điều chỉnh ánh sáng. Độ phân cực đo được ở đầu ra thay đổi theo dự đoán của lý thuyết. Họ cũng nhận thấy rằng việc tích hợp tinh thể lỏng với các ống dẫn sóng khiến cho các đặc tính điều chế của tinh thể lỏng không thay đổi. Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng nghiên cứu này chỉ là một bằng chứng về khái niệm, vì vậy cần phải làm nhiều việc hơn trước khi công nghệ này sẵn sàng cho các ứng dụng thực tế. Ví dụ: thiết bị hiện tại điều chỉnh mọi ống dẫn sóng theo cách giống nhau, do đó chúng đang hoạt động để đạt được khả năng điều khiển độc lập trên mỗi ống dẫn sóng.- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/newsid=64777.php
