德国的研究人员开发了一种控制和操纵光信号的方法，方法是将液晶层嵌入到通过直接激光写入创建的波导中。这项工作产生了能够对偏振进行电光控制的器件，这可能为基于芯片的器件和基于飞秒写入波导的复杂光子电路开辟了可能性。

耶拿弗里德里希·席勒大学的研究员亚历山德罗·阿尔贝鲁奇表示，这一进展可能有利于数据中心内外的其他数据密集型应用。

研究人员通过在波导内嵌入一层液晶，将两种基本的光子技术结合起来。当波导内部传播的光束进入液晶层时，它会在施加电场时改变光的相位和偏振。然后，修改后的光束穿过波导的第二部分，从而传播具有调制特性的光束。熔融石英波导包含可调谐波片。研究人员使用该系统演示了两个可见光波长下的光偏振的完全调制。

Alberucci说：“我们的工作为将新型光学功能集成到单个玻璃芯片的整个体积中铺平了道路，从而实现了以前不可能实现的紧凑型3D光子集成器件。“飞秒写入波导的独特3D特性可用于创建新的空间光调制器，其中每个像素由一个波导单独寻址。

Alberucci补充说，该技术还可以在密集光神经网络的实验实现中找到应用。

飞秒激光器可用于在材料深处写入波导，而不是像其他方法那样只在表面上写入波导，这使其成为一种很有前途的方法，可以最大限度地提高单个芯片上的波导数量。这种方法涉及将强烈的激光束聚焦在透明材料内部。当光学强度足够高时，光束会在照明下改变材料，从而像一支具有微米级精度的笔。

“使用飞秒激光写入技术创建波导的最重要缺点是难以调制这些波导中的光信号，”Alberucci说。“由于一个完整的通信网络需要能够控制传输信号的设备，我们的工作探索了新的解决方案来克服这一限制。

尽管飞秒激光写入波导中的光调制以前是通过局部加热波导来实现的，但液晶的使用，例如在最近的工作中，可以直接控制偏振。Alberucci 说，这种方法的好处包括更低的功耗;可以独立处理散装中的单个波导;并减少相邻波导之间的串扰。

此外，尽管将液晶用于/用作调制器已经很成熟，但这项工作有助于为在整个体积中嵌入波导的光子器件中使用液晶特性作为调制器绘制路线，Alberucci说。

研究人员表示，由于这项研究仍然是概念验证，因此在该技术准备好实际应用之前，还需要做更多的工作。例如，电流器件以相同的方式调制每个波导。因此，研究人员的目标是实现对每个波导的独立控制。

该研究发表在Optical Materials Express上。