控制和操縱光信號　飛秒雷射克服關鍵技術

編譯／高晟鈞

研究人員開發了一種控制和操縱光信號的新方法，將液晶層嵌入用雷射直接寫入的波導中，實現前所未見的光電控制，為基於晶片與飛秒雷射的複雜光子電路開闢新的可能性。這項技術有望用來創建新的集成光子設備，為數據中心和其他數據密集型應用處理大量資訊。

飛秒雷射寫入技術

光波導是引導光波在其中傳播的介質裝置，包括薄膜介質光波導，或者我們常聽到的光纖，就屬於圓柱形的一種光波導。

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飛秒雷射主要用於在材料深處，而非像是平常一樣在材料表面上寫入波導，因此可以最大限度地增加單晶片上的波導數量。這種方法涉及將強雷射光束聚焦在透明材料內；當光強度足夠高時，光束會在照射下改變材料，從而起到類似具有微米精度筆的作用。

而使用飛秒雷射寫入技術來創建波導的最大缺點，就是難以調製這些波導中的光信號。

結合兩項關鍵技術

因此，研究團隊透過在波導內嵌入一層液晶來結合兩種基本的光子技術。當波導內傳播的光束進入液晶層時，對其施加電廠會改變光的相位與偏振。接著，修改後的光束穿過波導的第二部分，從而傳播調製過後的光束。

傳統上，飛秒雷射寫入技術是通過局部加熱波導來實現光學調製；然而，透過嵌入液晶層，研究人員得以直接控制偏振。新方法具有幾個優勢，包括功耗更低、可以獨立地批量處理單個波導，以及相鄰波導之間的干擾更少。

目前，這項研究仍停留在概念驗證階段，在投入實際應用前還需要做更多的工作。例如，目前的設備如何以相同的方式來調製每個波導，而這也是研究團隊目前致力完成的首要目標。

資料來源:ScitechDaily

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