El equipo desarrolla una forma de integrar electro

23 de agosto de 2023

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por Light Publishing Center, Instituto de Óptica, Mecánica Fina y Física de Changchun, CAS

Los moduladores electroópticos (EOM) son elementos cardinales en las redes de comunicación óptica que controlan la amplitud, fase y polarización de una luz a través de señales eléctricas externas. Con el objetivo de realizar MOE ultracompactas y de alto rendimiento, la mayoría de las investigaciones actuales se centran en dispositivos en chip que combinan tecnologías de semiconductores con materiales sintonizables de última generación. Sin embargo, los EOM integrados, como elemento independiente en el chip, suelen estar separados de las fuentes de luz.

Por lo tanto, son indispensables interfaces adicionales que acoplan la luz de las fuentes de luz a las guías de ondas de los dispositivos en chip. Aunque se han empleado esquemas de acoplamiento de última generación que incluyen acoplamiento de borde y acoplamiento de rejilla, todavía adolecen de densidades de integración limitadas y operaciones de banda estrecha, respectivamente.

Además, ambos esquemas de acoplamiento requieren alineaciones ultraprecisas y encapsulaciones complejas, lo que encarece los dispositivos en chip para los clientes. Por lo tanto, se necesita un dispositivo EOM que evite la complejidad del acoplamiento y reduzca aún más las pérdidas de acoplamiento.

En un nuevo artículo publicado en Light: Science & Applications, un equipo de científicos ha desarrollado metodologías que integran directamente dispositivos EOM en el lado de puentes de fibra óptica monomodo, conectando dispositivos EOM con fuentes de luz utilizando interfaces estándar de fibras ópticas.

"Al adoptar las metodologías estándar de nanofabricación desarrolladas en nuestro trabajo anterior, el bloque EOM se puede integrar directamente en las puntas de las fibras ópticas monomodo, por lo que las EOM de metafibra evitan intrínsecamente el tratamiento de acoplamiento", dijo el profesor Min Qiu.

Estas MOE de metafibras plasmónicas presentan una configuración híbrida orgánica-plasmónica bien definida. Aprovechando las metasuperficies plasmónicas ultrafinas y de alto factor de calidad, los polímeros EO altamente eficientes y fáciles de nanofabricar, la amplitud espectral y el factor de calidad de la luz transmitida están bien controlados para promover la sensibilidad de resonancia para la modulación EO.

"Más interesante aún, al diseñar racionalmente los modos plasmónicos, los modos guiados por ondas resonantes y los modos Fabry-Perot, se pueden lograr operaciones sintonizables de doble banda en las bandas O y S de telecomunicaciones", agregaron los primeros coautores Lei Zhang y Xinyu Sun. .

Las MOE de metafibra fueron impulsadas además por señales eléctricas de corriente continua/alterna. La velocidad de modulación de los EOM de metafibra puede alcanzar hasta 1000 MHz con un voltaje de polarización de ±9 V, que es el mejor rendimiento para los EOM integrados en fibra concentrada.

"Estos EOM de metafibra brindan nuevas perspectivas en el diseño de [un] dispositivo EO ultracompacto y de alto rendimiento para aplicaciones donde se requiere una configuración compacta, una capacidad altamente integrada y una baja pérdida de acoplamiento, como en láseres de fibra con bloqueo de modo activo y polarizadores de fibra de banda ancha sintonizables. Esto "Este trabajo también ofrece una vía para implementaciones 'plug-and-play' de dispositivos EO y sistemas ópticos ultracompactos 'todo en fibra' para comunicaciones, imágenes, detección y muchos otros", añadió el profesor Jiyong Wang.

Más información: Lei Zhang et al, Moduladores electroópticos de metafibras plasmónicas, Light: Science & Applications (2023). DOI: 10.1038/s41377-023-01255-7

Información de la revista:Luz: ciencia y aplicaciones

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