Skautun raf-sjóntækjastjórnun er að veruleika með femtósekúndu laserskrift og fljótandi kristal mótum
Vísindamenn í Þýskalandi hafa þróað nýja aðferð við sjónmerkjastýringu með því að sameina femtósekúndu laserskrift og fljótandi kristalraf-optísk mótun. Með því að fella fljótandi kristallag inn í bylgjuleiðarann er rafsjónstýring á skautun geisla að veruleika. Tæknin opnar algjörlega nýja möguleika fyrir tæki sem byggjast á flísum og flóknum ljósrænum hringrásum sem eru gerðar með femtósekúndu leysirritunartækni. Rannsóknarteymið útskýrði hvernig þeir bjuggu til stillanlegar bylgjuplötur í bræddum sílikonbylgjuleiðurum. Þegar spenna er sett á fljótandi kristal snúast fljótandi kristal sameindir, sem breytir skautunarástandi ljóssins sem er sent í bylgjuleiðaranum. Í tilraununum sem gerðar voru, tókst vísindamönnum að stilla skautun ljóss á tveimur mismunandi sýnilegum bylgjulengdum með góðum árangri (Mynd 1).
Sameinar tvær lykiltækni til að ná fram nýstárlegum framförum í 3D ljóseindabúnaði
Hæfni femtósekúnduleysis til að skrifa bylgjuleiðara djúpt inni í efninu, frekar en bara á yfirborðið, gerir þá að efnilegri tækni til að hámarka fjölda bylgjuleiðara á einni flís. Tæknin virkar með því að fókusa hástyrkan leysigeisla inn í gegnsætt efni. Þegar ljósstyrkurinn nær ákveðnu marki breytir geislinn eiginleikum efnisins við notkunarstað þess, rétt eins og penni með míkron nákvæmni.
Rannsóknarteymið sameinaði tvær grunnljóseindatækni til að fella lag af fljótandi kristöllum í bylgjuleiðarann. Þegar geislinn fer í gegnum bylgjuleiðarann og í gegnum fljótandi kristal breytist fasi og skautun geislans þegar rafsviði er beitt. Í kjölfarið mun mótaði geislinn halda áfram að breiða út í gegnum seinni hluta bylgjuleiðarans og þannig ná sendingu ljósmerkja með mótunareiginleikum. Þessi blendingstækni sem sameinar þessar tvær tækni gerir kostum beggja í sama tækinu kleift: annars vegar hárþéttni ljósstyrks sem stafar af bylgjuleiðaraáhrifum og hins vegar hár stillanleika fljótandi kristalsins. Þessi rannsókn opnar nýjar leiðir til að nota eiginleika fljótandi kristalla til að fella bylgjuleiðara inn í heildarrúmmál tækja semmótarafyrirljóseindatæki.
Mynd 1 Rannsakendur felldu fljótandi kristallög inn í bylgjuleiðara sem voru búnar til með beinni leysisskrift og hægt var að nota blendingstækið sem myndast til að breyta skautun ljóss sem fer í gegnum bylgjuleiðarana
Notkun og kostir fljótandi kristals í femtósekúndu leysibylgjuleiðaramótun
Þóoptísk mótuní femtósekúndu laserritun var bylgjuleiðarar áður fyrst og fremst náð með því að beita staðbundinni upphitun á bylgjuleiðarana, í þessari rannsókn var skautun beint stjórnað með því að nota fljótandi kristalla. „Nálgun okkar hefur nokkra mögulega kosti: minni orkunotkun, getu til að vinna einstaka bylgjuleiðara sjálfstætt og minni truflun á milli aðliggjandi bylgjuleiðara,“ segja rannsakendur. Til að prófa virkni tækisins sprautaði teymið leysi í bylgjuleiðarann og mótaði ljósið með því að breyta spennunni sem sett er á fljótandi kristallagið. Skautunarbreytingarnar sem sjást við framleiðsluna eru í samræmi við fræðilegar væntingar. Rannsakendur komust einnig að því að eftir að fljótandi kristallinn var samþættur bylgjuleiðaranum héldust mótunareiginleikar fljótandi kristalsins óbreyttir. Rannsakendur leggja áherslu á að rannsóknin sé aðeins sönnun á hugmyndinni, svo það er enn mikið verk óunnið áður en hægt er að nota tæknina í reynd. Sem dæmi má nefna að núverandi tæki móta alla bylgjuleiðara á sama hátt, þannig að teymið vinnur að því að ná sjálfstæðri stjórn á hverjum bylgjuleiðara fyrir sig.
Birtingartími: 14. maí 2024