A TPA-QCN-t vákuumpárologtatással rakják le, és olyan molekulákból álló réteget képeznek, amelyek spontán módon egy preferált orientációt vesznek fel. Ez az igazítás egy másodrendű -optikai nemlineáris választ biztosít számára, ami azt jelenti, hogy a fénysugarak kölcsönhatásba léphetnek, miközben áthaladnak rajta.
"Az a gyönyörű munka inspirált bennünket, amelyet egy teljesen más területen végzett -szerves fénykibocsátó-diódák (OLED) a kijelzőkhöz" - mondja Kéna-Cohen, a mérnöki fizika professzora, valamint a fény{3}}anyag fotonika kanadai kutatószéke. "A kutatók rájöttek, hogy a molekulák bizonyos osztályai automatikusan igazodnak a gyártás során. Esetükben ez olyan feszültség felhalmozódásához vezet, amely jellemzően rontja az eszköz teljesítményét. Ez a feszültségnövekedés, amelyhez a poláris molekulák preferált irányban kell tájékozódniuk, volt az első jele annak, hogy hasonló anyagokat is használhatunk a nemlineáris optikához."
Másodrendű-nemlineáris fotonikus eszközök előttünk
A szilícium ma az integrált fotonika domináns platformja, de nem alkalmas modulátorok és erősítők gyártására. "A szilícium egyik összetevője hiányzik a jó modulátorok előállításához, a Pockels-effektus, amely lehetővé teszi, hogy az egyenáramú elektromos mező kölcsönhatásba léphessen az elektromos térrel optikai frekvenciákon-, és ez egy jó példa a másodrendű nemlineáris optikai effektusra" - magyarázza Kéna-Cohen. "A paraméteres erősítők és oszcillátorok másodrendű nemlinearitásokra támaszkodnak. Az ilyen típusú effektusokhoz a mérnököknek más anyagokat, például lítium-niobátot kell használniuk önálló komponensként, vagy a kettő integrálásának összetett folyamatán."
A másodrendű-nemlineáris fotonikus komponensek tervezésének másik koncepciója egy fázisillesztési követelmény,{1}}a kölcsönhatásban lévő fényhullámok fázissebességének meg kell egyeznie a destruktív interferenciahatások elkerülése érdekében. "Sajnos az a tény, hogy minden anyagnak van diszperziója, ezt automatikusan megakadályozza, ezért okos trükköket kell alkalmazni a fázisillesztéshez. A lítium-niobát esetében elterjedt megközelítés az, hogy a terjedési irány mentén elektródákat használnak a tartomány orientációjának -más néven elektromos mező polingjának megfordításához."
Előnyök: Közvetlenül -chipen helyezhető el, kettős törés
A csapat megközelítése két alapvető előnnyel jár. „Először is, szerves vékonyrétegeinket közvetlenül bármely forgácsra felvihetjük szabványos száraz gyártási eljárásokkal-anélkül, hogy aggódnánk a rácsillesztés vagy átvitel miatt” – mondja Kéna-Cohen.
Másodszor, filmjeik rendkívül erős kettős törést mutatnak a legtöbb általános fotonikus anyaghoz képest. "Ez a kettős törés olyan erős, hogy lehetővé teszi számunkra, hogy "ingyen" fázisegyezést hozzunk létre, ha különböző polarizációs módok közötti kölcsönhatásokat használunk, mert a különböző polarizációk különböző törésmutatókat fognak látni" - mondja. "Ez azt jelenti, hogy nagyon hatékony eszközöket tudunk megtervezni anélkül, hogy elektródákra lenne szükség a polírozáshoz vagy bonyolultabb architektúrák használatához."
Megközelítésükkel mutatták be egy másodrendű nemlineáris folyamat legegyszerűbb példáját: a második-harmonikus generálást, azaz a frekvencia megkettőzését. Ennek érdekében a kutatók egy hullámvezetőt készítettek, amely a folyamatos -hullámú távközlési fényt látható fénnyé alakítja (lásd az alábbi ábrát).
A másodrendű-nemlineáris fotonikus komponensek tervezésének másik koncepciója egy fázisillesztési követelmény,{1}}a kölcsönhatásban lévő fényhullámok fázissebességének meg kell egyeznie a destruktív interferenciahatások elkerülése érdekében. "Sajnos az a tény, hogy minden anyagnak van diszperziója, ezt automatikusan megakadályozza, ezért okos trükköket kell alkalmazni a fázisillesztéshez. A lítium-niobát esetében elterjedt megközelítés az, hogy a terjedési irány mentén elektródákat használnak a tartomány orientációjának -más néven elektromos mező polingjának megfordításához."
Előnyök: Közvetlenül -chipen helyezhető el, kettős törés
A csapat megközelítése két alapvető előnnyel jár. „Először is, szerves vékonyrétegeinket közvetlenül bármely forgácsra felvihetjük szabványos száraz gyártási eljárásokkal-anélkül, hogy aggódnánk a rácsillesztés vagy átvitel miatt” – mondja Kéna-Cohen.
Másodszor, filmjeik rendkívül erős kettős törést mutatnak a legtöbb általános fotonikus anyaghoz képest. "Ez a kettős törés olyan erős, hogy lehetővé teszi számunkra, hogy "ingyen" fázisegyezést hozzunk létre, ha különböző polarizációs módok közötti kölcsönhatásokat használunk, mert a különböző polarizációk különböző törésmutatókat fognak látni" - mondja. "Ez azt jelenti, hogy nagyon hatékony eszközöket tudunk megtervezni anélkül, hogy elektródákra lenne szükség a polírozáshoz vagy bonyolultabb architektúrák használatához."
Megközelítésükkel mutatták be egy másodrendű nemlineáris folyamat legegyszerűbb példáját: a második-harmonikus generálást, azaz a frekvencia megkettőzését. Ennek érdekében a kutatók egy hullámvezetőt készítettek, amely a folyamatos -hullámú távközlési fényt látható fénnyé alakítja (lásd az alábbi ábrát).
