[ad_1]
(noticias nanowerk) Los investigadores han desarrollado un nuevo método para controlar y manipular señales ópticas incorporando una capa de cristal líquido en guías de ondas creadas mediante escritura láser directa. Los nuevos dispositivos permiten el control electroóptico de la polarización, lo que podría abrir nuevas posibilidades para dispositivos basados en chips y circuitos fotónicos complejos basados en guías de ondas escritas en femtosegundos.
«La escritura láser de guías de ondas y la modulación electroóptica a través de cristales líquidos nunca se habían combinado de esta manera», dijo Alessandro Alberucci de la Universidad Friedrich Schiller de Jena en Alemania. «La esperanza es que esta tecnología pueda usarse para crear una nueva clase de dispositivos fotónicos integrados que puedan procesar grandes cantidades de información para centros de datos y otras aplicaciones con uso intensivo de datos».
en el diario Materiales ópticos expreso (“Control electroóptico de la polarización en guías de ondas escritas con láser de femtosegundo utilizando una celda de cristal líquido integrada”) los investigadores describen cómo crearon una placa de ondas sintonizable en una guía de ondas de sílice fundida. Cuando se aplica voltaje al cristal líquido, sus moléculas giran, cambiando la polarización de la luz transmitida a través de la guía de ondas. En experimentos, los investigadores demostraron una modulación completa de la polarización óptica en dos longitudes de onda visibles diferentes.
![Dispositivo de escritura láser](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news3/id64777_1.jpg)
«Nuestro trabajo allana el camino para integrar nuevos tipos de funciones ópticas en todo el volumen de un solo chip de vidrio, permitiendo dispositivos integrados fotónicos 3D compactos que antes no eran posibles», dijo Alberucci. “La naturaleza tridimensional única de las guías de ondas de femtosegundos podría usarse para crear nuevos moduladores de luz espaciales en los que una guía de ondas aborda cada píxel por separado. La tecnología también podría encontrar aplicación en la realización experimental de redes neuronales ópticas densas”.
Reuniendo dos tecnologías clave
Los láseres de femtosegundo se pueden usar para escribir guías de ondas profundamente en un material, en lugar de solo en la superficie como otros métodos, lo que lo convierte en un enfoque prometedor para maximizar la cantidad de guías de ondas en un solo chip. Este enfoque enfoca un intenso rayo láser en un material transparente. Si la intensidad óptica es lo suficientemente alta, el haz cambia el material iluminado, actuando como una especie de bolígrafo con precisión micrométrica.
«La principal desventaja de utilizar la tecnología de escritura láser de femtosegundos para producir guías de ondas es la dificultad de modular la señal óptica en estas guías de ondas», dijo Alberucci. «Dado que una red de comunicaciones completa requiere dispositivos capaces de controlar la señal transmitida, nuestro trabajo explora nuevas soluciones para superar esta limitación».
En el nuevo trabajo, los investigadores combinaron dos tecnologías fotónicas fundamentales incorporando una capa de cristal líquido en una guía de ondas. A medida que el haz que se propaga en la guía de ondas ingresa a la capa de cristal líquido, cambia la fase y la polarización de la luz cuando se aplica un campo eléctrico. A continuación, el haz modificado viaja a través de la segunda sección de la guía de ondas, de modo que se propaga un haz con propiedades moduladas.
“La hibridación permite acceder a las ventajas de ambas tecnologías en un mismo dispositivo: una gran concentración de luz debido al efecto guía y un alto grado de sintonizabilidad asociado a los cristales líquidos”, dijo Alberucci. «Esta investigación abre el camino hacia el uso de las propiedades del cristal líquido como modulador en dispositivos fotónicos que tienen guías de ondas incrustadas en todo su volumen».
Ventajas del enfoque híbrido
Aunque anteriormente la modulación óptica en guías de ondas escritas con láseres de femtosegundo se lograba calentando localmente la guía de ondas, el uso de cristales líquidos en el nuevo trabajo permite el control directo de la polarización. «Nuestro enfoque tiene varias ventajas potenciales: menor consumo de energía, la capacidad de abordar de forma independiente guías de ondas individuales en masa y menos diafonía entre guías de ondas adyacentes», dijo Alberucci.
Para probar los dispositivos, los investigadores inyectaron luz láser en la guía de ondas y luego variaron el voltaje aplicado a la capa de cristal líquido, modulando la luz. La polarización medida en la salida varió según lo predicho teóricamente. También descubrieron que las propiedades de modulación de los cristales líquidos permanecían sin cambios al integrar el cristal líquido en las guías de ondas.
Los investigadores señalan que este estudio es sólo una prueba de concepto y, por lo tanto, es necesario realizar más trabajo antes de que la tecnología esté lista para aplicaciones prácticas. Por ejemplo, el dispositivo actual modula cada guía de ondas de la misma manera, por lo que están trabajando para lograr un control independiente para cada guía de ondas.
[ad_2]