Группа китайских ученых разработала новые методологии, которые напрямую интегрируют устройства электрооптических модуляторов с помощью одномодовых оптоволоконных перемычек, что способствует повышению резонансной чувствительности и улучшает качество современных систем связи. Об этом сообщает портал Eurekalert. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.
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 независимый внутрикристальный элемент, обычно отделяются от источников света. Таким образом, необходимы дополнительные интерфейсы для передачи света от источников света к волноводам встроенных устройств. Имеются и альтернативные схемы связи, включающие связь по краям и связь по решетке, но они по-прежнему страдают от ограниченной плотности интеграции и узкополосной работы соответственно.
Кроме того, обе схемы связи требуют сверхточного выравнивания и сложной инкапсуляции, что делает встроенные устройства дорогими для клиентов. Решение, которое позволяет обойти эти сложности и заметно снизить потери связи, предложила группа китайских ученых из Университета Ханчжоу под руководством профессоров Миу Цю и Цзиюна Вана.
«Используя методологии нанопроизводства, разработанные по итогам наших предыдущих исследований, блок EOM можно напрямую интегрировать в кончики одномодовых оптических волокон, поэтому метаволоконные EOM по своей сути избегают обработки сопряжением», – пояснил профессор Мин Цю.
Такие ЭОМ плазмонных метаволокон имеют четко выраженную плазмонно-органическую гибридную конфигурацию. Благодаря использованию ультратонких плазмонных метаповерхностей с высоким коэффициентом надежности, удобных для нанопроизводства и высокоэффективных электрооптических полимеров, спектральная амплитуда и четкость проходящего света хорошо контролируются, что способствует повышению резонансной чувствительности для ЭО-модуляции.
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 сверхкомпактных 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. Эта работа также открывает возможности для реализации ЭО-устройств по типу «включай и работай» и сверхкомпактных волоконно-оптических систем для связи, визуализации, зондирования и многого другого», – отметил профессор Цзиюн Ван.