LIDER Mikrostrukturalne ciekłokrystaliczne układy przełączające w torze światłowodowym Czas trwania projektu: 1.01.2015 - 31.12.2017 Kwota dofinansowania: 1 116 874,00 PLN Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Kierownik projektu: dr inż. Urszula Laudyn Cel główny projektu: Opracowanie, zoptymalizowanie i wdrożenie techniki manipulacji światłem do zastosowań w optycznych przełącznikach sygnału w urządzeniach fotonicznych. Stworzenie demonstratora mikro-urządzenia do elektro-optycznego i całkowicie optycznego sterowania i przełączania sygnałów w torach światłowodowych bez konieczności konwersji sygnału optycznego na elektryczny oraz bez stosowania dodatkowych elementów mechanicznych. Cele szczegółowe
Realizacja w pełni optycznej transmisji sygnałów wymaga elementów optycznych służących do przetwarzania i przełączania sygnału optycznego bez potrzeby jego zamiany na sygnał elektryczny. Zasadniczą funkcją takich systemów jest przekierowywanie pojedynczych kanałów optycznych lub ścieżek z jednego lub kilku wejść na inne porty przełącznika. Alternatywnym podejściem do przełączania optycznego jest zastosowanie materiałów ciekłokrystalicznych (CK) ze względy na ich własności optyczne i łatwość modyfikacji ich parametrów przy pomocy pól zewnętrznych oraz dużą nieliniowość, niskie zużycie mocy, długi czas życia i niski koszt. Jedną z unikatowych cech nematycznych ciekłych kryształów (NCK), wykorzystanych w ramach niniejszego projektu jest posiadanie ogromnej orientacyjnej nieliniowości optycznej. Nieliniowość tego typu umożliwia przestrajanie właściwości optycznych ciekłych kryształów poprzez zmianę natężenia przechodzącego przez nie światła. Nieliniowość orientacyjna w ciekłych kryształów jest o kilka rzędów wielkości silniejsza od konwencjonalnego efektu Kerra w dielektrykach. Dzięki temu silne efekty nieliniowe obserwowane są już przy użyciu sygnałów o małej mocy optycznej. Bazując na mechanizmie nieliniowości reorientacyjnej wykazane zostało, że w NCK można wytworzyć solitony przestrzenne, zwane również nematykonami (tzn. solitony przestrzenne w nematycznych ciekłych kryształach). Celem niniejszego projektu jest wykorzystanie zarówno liniowych jak i nieliniowych właściwości nematycznych ciekłych kryształów do budowy i rozwoju elektro-optycznego oraz całkowicie optycznego przełącznika sygnałów. Zaproponowana zostanie między innymi metoda wytwarzania optycznych falowodów o zmiennej geometrii w komórkach ciekłokrystalicznych o konfiguracji homogenicznej. Do wytworzenia falowodu optycznego stosowana jest precyzyjnie wytworzona warstwa orientująca zapewniająca żądany rozkład molekuł ciekłego kryształu. W ten sposób uzyskiwane są obszary o zmiennym rozkładzie współczynnika załamania zarówno w kierunku poprzecznym jak i podłużnym do osi propagacji wiązki światła. Umożliwia to na uzyskanie precyzyjnie zaprojektowanych struktur zakrzywiających bieg wiązki o żądanej geometrii (rozmiarach i kształcie). Wytworzone w ten sposób ciekłokrystaliczne falowody umożliwiają kontrolę nad kierunkiem propagacji sygnału optycznego zarówno w reżimie niskich natężeń światła (propagacja liniowa) jak również dla wysokich natężeń, wywołujących efekty nieliniowe związane z oddziaływaniem sygnału optycznego z molekułami nematycznego ciekłego kryształu. W obu przypadkach kierunek propagacji wiązki określony jest przez kształt powstałego falowodu. Wytworzone w ten sposób struktury stwarzają możliwość budowy elementów optycznych do całkowicie optycznego przesyłania, przełączania i sterowania kierunkiem propagacji sygnału. Innowacyjnością metody jest wykorzystanie zmiennej orientacji molekuł nematycznego ciekłego kryształu za pomocą precyzyjnie wykonanych i zaprojektowanych warstw orientujących pozwalających na uzyskanie struktur zakrzywiających bieg wiązki. Główne zalety proponowanego demonstratora
 
|
|