TPA-QCN kerrostetaan tyhjöhaihduttamalla molekyylikerroksen muodostamiseksi, joka omaksuu spontaanisti suositellun suunnan. Tämä kohdistus antaa sille toisen kertaluvun -optisen epälineaarisen vasteen, mikä tarkoittaa, että valonsäteet voivat vuorovaikutuksessa kulkea sen läpi.
"Meitä inspiroi kaunis työ, jota tehtiin täysin eri kentällä -orgaanisissa valodiodeissa (OLED) näytöille", sanoo Kéna-Cohen, teknillisen fysiikan professori sekä Kanadan valo-materiaalifotoniikan tutkimusjohtaja. "Tutkijat ymmärsivät, että tietyt molekyyliluokat asettuvat automaattisesti kohdakkain valmistuksen aikana. Heidän tapauksessaan tämä johtaa jännitteen muodostumiseen, joka tyypillisesti heikentää laitteen suorituskykyä. Tämä jännitteen kasvu, joka vaatii polaaristen molekyylien suuntautumista ensisijaiseen suuntaan, oli ensimmäinen merkki siitä, että meidän pitäisi pystyä käyttämään samanlaisia materiaaleja epälineaariseen optiikkaan."
Edessä toisen-epälineaariset fotonilaitteet
Pii on integroidun fotoniikan hallitseva alusta nykyään, mutta se ei sovellu modulaattoreiden ja vahvistimien valmistukseen. "Yksi ainesosa, josta pii puuttuu hyvien modulaattoreiden tekemiseen, on Pockels-ilmiö, joka mahdollistaa tasavirtasähkökentän vuorovaikutuksen sähkökentän kanssa optisilla taajuuksilla-, ja se on hyvä esimerkki toisen kertaluvun epälineaarisesta optisesta efektistä", Kéna-Cohen selittää. "Parametriset vahvistimet ja oskillaattorit luottavat toisen kertaluvun epälineaarisuuteen. Tällaisten tehosteiden aikaansaamiseksi insinöörien on käytettävä muita materiaaleja, kuten litiumniobaattia, joko itsenäisinä komponentteina tai läpikäytävä monimutkainen prosessi näiden kahden yhdistämiseksi."
Toinen toisen asteen -epälineaaristen fotonikomponenttien suunnitteluun liittyvä konsepti on vaihesovitusvaatimus-vuorovaikutteisten valoaaltojen vaihenopeuden on oltava sama, jotta vältetään tuhoisat häiriövaikutukset. "Valitettavasti se, että kaikissa materiaaleissa on dispersiota, estää tämän automaattisesti, joten vaiheiden sovittamiseen on käytettävä älykkäitä temppuja. Litiumniobaatissa yleinen lähestymistapa on käyttää elektrodeja etenemissuunnassa verkkoalueen suuntauksen -eli sähkökentän napauksen kääntämiseen."
Edut: Talletettu -suoraan sirulle, kahtaistaitteisuus
Joukkueen lähestymistapa tuo kaksi keskeistä etua. "Ensin orgaaniset ohutkalvomme voidaan kerrostaa suoraan mille tahansa sirulle käyttämällä tavallisia kuivavalmistusprosesseja-ilman huolta hilan yhteensovittamisesta tai siirrosta", Kéna-Cohen sanoo.
Toiseksi, niiden kalvot osoittavat erittäin vahvaa kahtaistaitetta verrattuna yleisimpiin fotonisiin materiaaleihin. "Tämä kahtaistaitteisuus on niin voimakas, että sen avulla voimme sovittaa vaiheiden yhteen "ilmaiseksi", jos käytämme vuorovaikutusta eri polarisaatioiden välillä, koska eri polarisaatiot näkevät erilaiset taitekertoimet", hän sanoo. "Se tarkoittaa, että voimme suunnitella erittäin tehokkaita laitteita tarvitsematta elektrodeja napaukseen tai käyttää monimutkaisempia arkkitehtuureja."
He käyttivät lähestymistapaansa esitelläkseen yksinkertaisimman esimerkin toisen-kertaluvun epälineaarisesta prosessista: Toisen-harmonisen sukupolven eli taajuuden kaksinkertaistamisen. Tätä varten tutkijat valmistivat aaltoputken, joka muuntaa jatkuvan{6}}aaltoviestinnän valon näkyväksi valoksi (katso alla oleva kuva).
Toinen toisen asteen -epälineaaristen fotonikomponenttien suunnitteluun liittyvä konsepti on vaihesovitusvaatimus-vuorovaikutteisten valoaaltojen vaihenopeuden on oltava sama, jotta vältetään tuhoisat häiriövaikutukset. "Valitettavasti se, että kaikissa materiaaleissa on dispersiota, estää tämän automaattisesti, joten vaiheiden sovittamiseen on käytettävä älykkäitä temppuja. Litiumniobaatissa yleinen lähestymistapa on käyttää elektrodeja etenemissuunnassa verkkoalueen suuntauksen -eli sähkökentän napauksen kääntämiseen."
Edut: Talletettu -suoraan sirulle, kahtaistaitteisuus
Joukkueen lähestymistapa tuo kaksi keskeistä etua. "Ensin orgaaniset ohutkalvomme voidaan kerrostaa suoraan mille tahansa sirulle käyttämällä tavallisia kuivavalmistusprosesseja-ilman huolta hilan yhteensovittamisesta tai siirrosta", Kéna-Cohen sanoo.
Toiseksi, niiden kalvot osoittavat erittäin vahvaa kahtaistaitetta verrattuna yleisimpiin fotonisiin materiaaleihin. "Tämä kahtaistaitteisuus on niin voimakas, että sen avulla voimme sovittaa vaiheiden yhteen "ilmaiseksi", jos käytämme vuorovaikutusta eri polarisaatioiden välillä, koska eri polarisaatiot näkevät erilaiset taitekertoimet", hän sanoo. "Se tarkoittaa, että voimme suunnitella erittäin tehokkaita laitteita tarvitsematta elektrodeja napaukseen tai käyttää monimutkaisempia arkkitehtuureja."
He käyttivät lähestymistapaansa esitelläkseen yksinkertaisimman esimerkin toisen-kertaluvun epälineaarisesta prosessista: Toisen-harmonisen sukupolven eli taajuuden kaksinkertaistamisen. Tätä varten tutkijat valmistivat aaltoputken, joka muuntaa jatkuvan{6}}aaltoviestinnän valon näkyväksi valoksi (katso alla oleva kuva).
