Команда разрабатывает способ интеграции электро

23 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

корректура

Издательский центр Light, Чанчуньский институт оптики, точной механики и физики, CAS

Электрооптические модуляторы (ЭОМ) являются основными элементами оптических сетей связи, которые управляют амплитудой, фазой и поляризацией света с помощью внешних электрических сигналов. Стремясь реализовать сверхкомпактные и высокопроизводительные ЭОМ, большинство исследований в настоящее время нацелены на встроенные в кристалл устройства, сочетающие полупроводниковые технологии с современными перестраиваемыми материалами. Тем не менее, интегрированные EOM, как независимые внутрикристальные элементы, обычно отделены от источников света.

Таким образом, необходимы дополнительные интерфейсы, которые соединяют свет от источников света с волноводами встроенных устройств. Хотя используются современные схемы связи, включающие связь по краям и связь по решетке, они по-прежнему страдают от ограниченной плотности интеграции и узкополосной работы соответственно.

Более того, обе схемы связи требуют сверхточного выравнивания и сложной инкапсуляции, что делает встроенные устройства дорогими для клиентов. Следовательно, необходимо устройство EOM, которое позволяет обойти сложность связи и дополнительно снизить потери связи.

В новой статье, опубликованной в журнале Light: Science & Applications, группа ученых разработала методологии, которые напрямую интегрируют устройства EOM с помощью перемычек одномодового оптического волокна, соединяя устройства EOM с источниками света с использованием стандартных интерфейсов оптических волокон.

«Используя стандартные методологии нанопроизводства, разработанные в нашей предыдущей работе, блок EOM можно напрямую интегрировать в кончики одномодовых оптических волокон, поэтому метаволоконные EOM по своей сути избегают обработки сопряжением», — сказал профессор Мин Цю.

Такие ЭОМ плазмонных метаволокон имеют четко выраженную плазмонно-органическую гибридную конфигурацию. Благодаря использованию ультратонких плазмонных метаповерхностей с высоким коэффициентом добротности, удобных для нанопроизводства и высокоэффективных ЭО-полимеров, спектральная амплитуда и добротность проходящего света хорошо контролируются, что способствует повышению резонансной чувствительности для ЭО-модуляции.

«Что еще интереснее, путем рационального проектирования плазмонных режимов, резонансных волноводных режимов и режимов Фабри-Перо можно реализовать настраиваемую двухдиапазонную работу в телекоммуникационных диапазонах O и S», — добавили соавторы Лэй Чжан и Синьюй Сунь. .

Метаволоконные ЭОМ дополнительно приводились в действие электрическими сигналами постоянного/переменного тока. Скорость модуляции метаволоконного EOM может достигать 1000 МГц при напряжении смещения ±9 В, что является лучшим показателем для EOM, интегрированных в оптоволокно.

«Такие метаволоконные EOM открывают новые перспективы в разработке ультракомпактных и высокопроизводительных ЭО-устройств для приложений, где требуются компактная конфигурация, высокая степень интеграции и низкие потери связи, например, в волоконных лазерах с активной синхронизацией мод и настраиваемых широкополосных волоконных поляризаторах. Это Работа также открывает возможности для внедрения по принципу «подключи и работай» устройств EO и сверхкомпактных «все-в-волоконах» оптических систем для связи, визуализации, зондирования и многого другого», — добавил профессор Цзиюн Ван.

Больше информации: Лей Чжан и др., Электрооптические модуляторы плазмонных метаволокон, Свет: наука и приложения (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01255-7

Информация журнала:Свет: наука и приложения