Eo modulaatorSeeria: Kiire, madalpinge, väikese suurusega liitiumniobaat õhukese kilega polarisatsiooni juhtimisseade
Vabas ruumis levivad valguslained (nagu ka teiste sagedustega elektromagnetlained) on nihkelained ning nende elektri- ja magnetväljade vibratsiooni suunal on levimissuunaga risti olevas ristlõikes mitmesuguseid võimalikke orientatsioone, mis on valguse polarisatsiooni omadus. Polarisatsioonil on oluline rakendusväärtus koherentse optilise side, tööstusliku avastamise, biomeditsiini, maakera kaugseire, tänapäevase sõjaväe, lennunduse ja ookeani valdkonnas.
Looduses on paljud organismid paremaks navigeerimiseks välja arendanud nägemissüsteemid, mis suudavad eristada valguse polarisatsiooni. Näiteks mesilastel on viis silma (kolm üksikut silma, kaks liitsilma), millest igaüks sisaldab 6300 väikest silma, mis aitavad mesilastel saada kaardi valguse polarisatsioonist igas suunas taevas. Mesilane saab polarisatsioonikaardi abil leida ja täpselt juhtida oma liiki lillede juurde, mida ta leiab. Inimestel ei ole mesilastega sarnaseid füsioloogilisi organeid valguse polarisatsiooni tajumiseks ning nad peavad valguse polarisatsiooni tajumiseks ja manipuleerimiseks kasutama kunstlikke seadmeid. Tüüpiline näide on polariseerivate prillide kasutamine valguse suunamiseks erinevatest piltidest vasakusse ja paremasse silma risti polarisatsioonis, mis on kinodes kasutatavate 3D-filmide põhimõte.
Polariseeritud valguse rakendustehnoloogia arendamise võti on suure jõudlusega optilise polarisatsiooni juhtimisseadmete väljatöötamine. Tüüpiliste polarisatsiooni juhtimisseadmete hulka kuuluvad polarisatsiooni oleku generaatorid, skramblerid, polarisatsiooni analüsaatorid, polarisatsiooni kontrollerid jne. Viimastel aastatel on optilise polarisatsiooni manipuleerimise tehnoloogia kiirendanud edusamme ja integreerunud sügavalt mitmetesse olulistesse tekkivatesse valdkondadesse.
Võtmineoptiline sidenäiteks, mida ajendab nõudlus massiivse andmeedastuse järele andmekeskustes, pikamaa koherentneoptilineSidetehnoloogia levib järk-järgult lühikese ulatusega ühendusrakendustesse, mis on väga tundlikud kulude ja energiatarbimise suhtes, ning polarisatsiooni manipuleerimise tehnoloogia kasutamine võib tõhusalt vähendada lühikese ulatusega koherentsete optiliste sidesüsteemide kulusid ja energiatarbimist. Praegu toimub polarisatsiooni juhtimine aga peamiselt diskreetsete optiliste komponentide abil, mis piirab oluliselt jõudluse parandamist ja kulude vähendamist. Optoelektroonilise integratsioonitehnoloogia kiire arenguga on integreerimine ja kiip optiliste polarisatsiooni juhtimisseadmete edasise arengu olulised trendid.
Traditsioonilistel liitiumniobaatkristallidel valmistatud optilistel lainejuhtidel on aga puudusteks väike murdumisnäitaja kontrast ja nõrk optilise välja sidumisvõime. Ühelt poolt on seadme suurus suur ja integreerimise arendusvajaduste rahuldamine keeruline. Teisest küljest on elektrooptiline interaktsioon nõrk ja seadme juhtpinge on kõrge.
Viimastel aastatelfootonseadmedliitiumniobaat õhukese kile materjalidel põhinevad materjalid on teinud ajaloolisi edusamme, saavutades suuremaid kiirusi ja madalamaid juhtpingeid kui traditsioonilisedliitiumniobaatfotoonilised seadmed, seega on need tööstuses eelistatud. Hiljutises uuringus on integreeritud optilise polarisatsiooni juhtimiskiip realiseeritud liitiumniobaadi õhukese kilega footonintegratsiooni platvormil, mis sisaldab polarisatsioonigeneraatorit, skrambleerijat, polarisatsiooni analüsaatorit, polarisatsiooni kontrollerit ja muid põhifunktsioone. Nende kiipide peamised parameetrid, nagu polarisatsiooni genereerimise kiirus, polarisatsiooni ekstinktsioonisuhe, polarisatsiooni häirituse kiirus ja mõõtmiskiirus, on püstitanud uusi maailmarekordeid ning näidanud suurepärast jõudlust suure kiiruse, madala hinna, parasiitse modulatsioonikao puudumise ja madala juhtpinge osas. Uurimistulemused realiseerivad esmakordselt rea suure jõudlusegaliitiumniobaatõhukese kilega optilise polarisatsiooni juhtimisseadmed, mis koosnevad kahest põhiüksusest: 1. polarisatsiooni pöörlemis-/jagamisseade, 2. Mach-Zindeli interferomeeter (selgitus >), nagu on näidatud joonisel 1.
Postituse aeg: 26. detsember 2023