TPA-QCN taloži se isparavanjem u vakuumu kako bi se formirao sloj molekula koje spontano zauzimaju željenu orijentaciju. Ovo poravnanje daje optički nelinearni odgovor drugog-reda, što znači da svjetlosne zrake mogu međusobno djelovati dok prolaze kroz njega.
"Nadahnuo nas je prekrasan rad koji je obavljen u potpuno drugom području-organskih svjetlo-dioda (OLED) za zaslone", kaže Kéna-Cohen, profesor inženjerske fizike, kao i kanadski istraživački katedra za fotoniku svjetlosti-materije. "Istraživači su shvatili da se određene klase molekula automatski usklađuju tijekom izrade. U njihovom slučaju, to dovodi do nakupljanja napona koji obično šteti performansama uređaja. Ovo povećanje napona, koje zahtijeva da se polarne molekule orijentiraju u željenom smjeru, bio je prvi znak da bismo trebali moći koristiti slične materijale za nelinearnu optiku."
Pred nama su nelinearni fotonski uređaji drugog reda-
Silicij je danas dominantna platforma za integriranu fotoniku, ali nije dobar za izradu modulatora i pojačala. "Jedan sastojak koji siliciju nedostaje da bi napravio dobre modulatore je Pockelsov učinak, koji omogućuje interakciju izravnog-strujnog električnog polja s električnim poljem na optičkim frekvencijama-i to je dobar primjer drugog-nelinearnog optičkog učinka", objašnjava Kéna-Cohen. "Parametarska pojačala i oscilatori oslanjaju se na nelinearnosti drugog-reda. Za ove vrste učinaka inženjeri moraju koristiti druge materijale kao što je litijev niobat ili kao samostalne komponente ili proći kroz složeni proces integracije to dvoje."
Još jedan koncept koji je uključen u dizajn nelinearnih fotonskih komponenata drugog-reda je zahtjev za faznim usklađivanjem-fazna brzina međudjelovanja svjetlosnih valova treba se podudarati kako bi se izbjegli destruktivni učinci interferencije. "Nažalost, činjenica da svi materijali imaju disperziju automatski to sprječava, pa se za usklađivanje faza moraju koristiti pametni trikovi. U litijevom niobatu, uobičajeni pristup je korištenje elektroda duž smjera širenja za promjenu orijentacije domene-poznatije kao poliranje električnog polja."
Prednosti: izravno položeno na-čip, dvolomnost
Timski pristup donosi dvije ključne prednosti. "Prvo, naši organski tanki filmovi mogu se nanijeti izravno na bilo koji čip korištenjem standardnih procesa suhe izrade-bez brige o usklađivanju rešetki ili prijenosu", kaže Kéna-Cohen.
Drugo, njihovi filmovi pokazuju iznimno jak dvolom u usporedbi s većinom uobičajenih fotonskih materijala. "Ta dvolomnost je toliko jaka da nam omogućuje fazno podudaranje 'besplatno' ako koristimo interakcije između različito polariziranih modova, jer će različite polarizacije vidjeti različite indekse loma", kaže on. "To znači da možemo konstruirati vrlo učinkovite uređaje, bez potrebe za elektrodama za poliranje ili potrebe za korištenjem kompliciranijih arhitektura."
Upotrijebili su svoj pristup kako bi demonstrirali najjednostavniji primjer nelinearnog procesa drugog-reda: generiranje drugog-harmonika, odnosno udvostručenje frekvencije. Kako bi to učinili, istraživači su izradili valovod koji pretvara neprekinuto-valno telekomunikacijsko svjetlo u vidljivo svjetlo (pogledajte sliku u nastavku).
Još jedan koncept koji je uključen u dizajn nelinearnih fotonskih komponenata drugog-reda je zahtjev za faznim usklađivanjem-fazna brzina međudjelovanja svjetlosnih valova treba se podudarati kako bi se izbjegli destruktivni učinci interferencije. "Nažalost, činjenica da svi materijali imaju disperziju automatski to sprječava, pa se za usklađivanje faza moraju koristiti pametni trikovi. U litijevom niobatu, uobičajeni pristup je korištenje elektroda duž smjera širenja za promjenu orijentacije domene-poznatije kao poliranje električnog polja."
Prednosti: izravno položeno na-čip, dvolomnost
Timski pristup donosi dvije ključne prednosti. "Prvo, naši organski tanki filmovi mogu se nanijeti izravno na bilo koji čip korištenjem standardnih procesa suhe izrade-bez brige o usklađivanju rešetki ili prijenosu", kaže Kéna-Cohen.
Drugo, njihovi filmovi pokazuju iznimno jak dvolom u usporedbi s većinom uobičajenih fotonskih materijala. "Ta dvolomnost je toliko jaka da nam omogućuje fazno podudaranje 'besplatno' ako koristimo interakcije između različito polariziranih modova, jer će različite polarizacije vidjeti različite indekse loma", kaže on. "To znači da možemo konstruirati vrlo učinkovite uređaje, bez potrebe za elektrodama za poliranje ili potrebe za korištenjem kompliciranijih arhitektura."
Upotrijebili su svoj pristup kako bi demonstrirali najjednostavniji primjer nelinearnog procesa drugog-reda: generiranje drugog-harmonika, odnosno udvostručenje frekvencije. Kako bi to učinili, istraživači su izradili valovod koji pretvara neprekinuto-valno telekomunikacijsko svjetlo u vidljivo svjetlo (pogledajte sliku u nastavku).
