TPA-QCN é depositado por evaporação a vácuo para formar uma camada de moléculas que adotam espontaneamente uma orientação preferida. Esse alinhamento fornece uma resposta óptica não linear de segunda{2}}ordem, o que significa que os feixes de luz podem interagir ao passar por ele.
"Fomos inspirados pelo belo trabalho realizado em um campo totalmente diferente de -diodos emissores de luz orgânicos-(OLEDs) para monitores", diz Kéna-Cohen, professor de engenharia física, bem como da Cátedra de Pesquisa em Fotônica de Luz-do Canadá. "Os pesquisadores perceberam que certas classes de moléculas se alinham automaticamente durante a fabricação. No caso deles, isso leva ao acúmulo de uma tensão que normalmente prejudica o desempenho do dispositivo. Esse aumento de tensão, que exige que as moléculas polares se orientem ao longo de uma direção preferencial, foi o primeiro sinal de que deveríamos ser capazes de usar materiais semelhantes para óptica não linear. "
Dispositivos fotônicos não lineares de segunda{0}}ordem à frente
O silício é a plataforma dominante para a fotônica integrada hoje, mas não é bom para a fabricação de moduladores e amplificadores. "Um ingrediente que falta ao silício para fazer bons moduladores é o efeito Pockels, que permite que um campo elétrico de-corrente contínua interaja com um campo elétrico em frequências ópticas-e é um bom exemplo de efeito óptico não linear de segunda-ordem", explica Kéna-Cohen. "Amplificadores e osciladores paramétricos dependem de não-linearidades de segunda{6}}ordem. Para esses tipos de efeitos, os engenheiros precisam usar outros materiais, como o niobato de lítio, como componentes independentes ou passar pelo complexo processo de integração dos dois."
Outro conceito envolvido no projeto de componentes fotônicos não lineares de segunda{0}ordem é um requisito de correspondência de fase-que a velocidade de fase das ondas de luz em interação precisa corresponder para evitar efeitos de interferência destrutivos. "Infelizmente, o fato de todos os materiais terem dispersão evita isso automaticamente, então truques inteligentes precisam ser usados para a correspondência de fases. No niobato de lítio, uma abordagem comum é usar eletrodos ao longo da direção de propagação para inverter a orientação do domínio-também conhecida como polarização do campo elétrico."
Vantagens: Depositado diretamente no-chip, birrefringência
A abordagem da equipe traz duas vantagens principais. "Primeiro, nossos filmes finos orgânicos podem ser depositados diretamente em qualquer chip usando processos padrão de fabricação a seco-sem se preocupar com a correspondência ou transferência da rede", diz Kéna-Cohen.
Em segundo lugar, os seus filmes apresentam uma birrefringência extremamente forte em comparação com os materiais fotónicos mais comuns. “Essa birrefringência é tão forte que nos permite combinar fases ‘de graça’ se usarmos interações entre modos polarizados de forma diferente, porque as diferentes polarizações terão índices de refração diferentes”, diz ele. "Isso significa que podemos projetar dispositivos muito eficientes, sem precisar de eletrodos para polarização ou usar arquiteturas mais complicadas."
Eles usaram sua abordagem para demonstrar o exemplo mais simples de um processo não linear de segunda{0}}ordem: geração de-segundo harmônico, também conhecida como duplicação de frequência. Para fazer isso, os pesquisadores fabricaram um guia de ondas que converte luz de telecomunicações de-ondas contínuas em luz visível (veja a figura abaixo).
Outro conceito envolvido no projeto de componentes fotônicos não lineares de segunda{0}ordem é um requisito de correspondência de fase-que a velocidade de fase das ondas de luz em interação precisa corresponder para evitar efeitos de interferência destrutivos. "Infelizmente, o fato de todos os materiais terem dispersão evita isso automaticamente, então truques inteligentes precisam ser usados para a correspondência de fases. No niobato de lítio, uma abordagem comum é usar eletrodos ao longo da direção de propagação para inverter a orientação do domínio-também conhecida como polarização do campo elétrico."
Vantagens: Depositado diretamente no-chip, birrefringência
A abordagem da equipe traz duas vantagens principais. "Primeiro, nossos filmes finos orgânicos podem ser depositados diretamente em qualquer chip usando processos padrão de fabricação a seco-sem se preocupar com a correspondência ou transferência da rede", diz Kéna-Cohen.
Em segundo lugar, os seus filmes apresentam uma birrefringência extremamente forte em comparação com os materiais fotónicos mais comuns. “Essa birrefringência é tão forte que nos permite combinar fases ‘de graça’ se usarmos interações entre modos polarizados de forma diferente, porque as diferentes polarizações terão índices de refração diferentes”, diz ele. "Isso significa que podemos projetar dispositivos muito eficientes, sem precisar de eletrodos para polarização ou usar arquiteturas mais complicadas."
Eles usaram sua abordagem para demonstrar o exemplo mais simples de um processo não linear de segunda{0}}ordem: geração de-segundo harmônico, também conhecida como duplicação de frequência. Para fazer isso, os pesquisadores fabricaram um guia de ondas que converte luz de telecomunicações de-ondas contínuas em luz visível (veja a figura abaixo).
