Proposal untuk aplikasi konversi jalur optik menggunakan resonator optik tipe ZIPPER silika.
Penelitian
Proposal untuk aplikasi konversi jalur optik menggunakan resonator optik tipe ZIPPER silika.
Menuju sakelar serba optik baru yang beroperasi di bawah tekanan radiasi optik.
Karena cahaya memiliki momentum, cahaya menghasilkan tekanan ketika menabrak material. Tekanan ini disebut tekanan radiasi optik, tetapi jarang digunakan dalam penelitian perangkat, karena ini adalah gaya yang sangat lemah. Namun demikian, perkembangan terkini dalam teknologi resonator mikro-optik telah mengarah pada pengembangan bidang penelitian optomekanik, di mana tekanan radiasi optik ditingkatkan secara efisien untuk mengontrol struktur resonator. Kami telah menyelidiki secara teoretis sakelar serba optik baru berdasarkan tekanan radiasi optik dengan menggunakan resonator optik tipe ritsleting silika.
Resonator optik ritsleting silika terdiri dari dua resonator optik nanobeam yang berdekatan seperti yang ditunjukkan pada Gbr. 1 (a). Resonator ritsleting membatasi dan meningkatkan cahaya di bagian tengahnya, yang menghasilkan tekanan radiasi optik yang kuat di antara dua struktur penghubung. Ketika tekanan radiasi optik ini cukup kuat, struktur resonator bergeser dan jarak antara dua resonator nanobeam berubah. Kami mempertimbangkan untuk menggunakan perilaku ini dalam directional coupler yang dapat dikontrol secara dinamis. Penggandeng arah adalah perangkat yang digunakan untuk menggabungkan dan memisahkan cahaya dengan dua pandu gelombang optik yang berdekatan, dan dapat digunakan untuk mengubah jalur cahaya dengan mengubah jarak antara pandu gelombang secara tepat (Gbr. 1 (b)). Dengan mengganti pandu gelombang ini dengan resonator ritsleting, sakelar pengubah jalur optik yang beroperasi dengan mengubah jarak pandu gelombang dengan tekanan radiasi optik dapat direalisasikan. Ini adalah sakelar semua optik yang digerakkan oleh tekanan radiasi optik pertama di dunia dan kami menamainya sakelar MOMS (Sistem Mikro Opto-Mekanis).
Gbr. 1 (a) Diagram skematik rongga ritsleting. (b) Diagram skematik perambatan cahaya dalam pandu gelombang directional coupler.
Silika dipilih sebagai bahan resonator untuk analisis numerik desain dan kinerja sakelar MOMS. Silika dianggap cocok untuk aplikasi yang memerlukan perpindahan struktur yang besar karena kekakuannya yang rendah dibandingkan dengan bahan optik lainnya. Lampu kontrol dipilih pada pita cahaya tampak dan lampu sinyal pada pita cahaya komunikasi, dengan memanfaatkan rentang panjang gelombang yang luas yang tersedia. Dengan cara ini, cahaya sinyal dapat merambat tanpa terpengaruh oleh pelokalan mode akibat cermin Bragg.
Karena frekuensi resonansi berubah secara adiabatik ketika struktur resonator digerakkan oleh tekanan radiasi optik, maka tekanan radiasi optik dapat dihitung dari ketergantungan energi internal resonator U (frekuensi resonansi ω) terhadap jarak perpindahan s (dU/ds = ħdω/ds). Kami telah menghitung tekanan radiasi optik yang dihasilkan oleh metode FDTD untuk menentukan frekuensi resonansi ketika jarak resonator divariasikan (Gbr. 2 (a)). Kami juga menghitung perpindahan struktur resonator ketika tekanan radiasi optik diterapkan padanya menggunakan metode elemen hingga. Selanjutnya, kinerja struktur sebagai penggandeng terarah sebelum dan sesudah perpindahan dievaluasi menggunakan metode FDTD, dan dengan membandingkannya dengan hasil yang disebutkan di atas, ditunjukkan bahwa konversi jalur optik dengan rasio kepunahan yang besar lebih dari 17,8 dB dapat dilakukan dengan input cahaya kontrol 190 mW (Gbr. 2 (b)).
Gbr. 2 (a) Ketergantungan celah versus laju kopling opto-mekanis dan gaya radiasi optik. rasio kepunahan (ER) = 17,8 dB) (atas) dan perambatan cahaya setelah deformasi (s = 93 nm, ER = 18,2 dB) (bawah).
Bahasa Indonesia 
日本語 
English 
简体中文 
Deutsch 
Français 
한국어 
Español 
Italiano 
العربية