Los moduladores de fase de cristal líquido (LC) se utilizan ampliamente en sistemas ópticos debido a sus ventajas de bajo consumo de energía, ajuste de ancho de banda flexible y liviano y movimientos no mecánicos. Sin embargo, la mayoría de los moduladores de fase LC son sensibles a la polarización, lo que significa que afectan la fase de la luz de manera diferente dependiendo de su polarización. Esto puede limitar su rendimiento y funcionalidad en algunas aplicaciones.
Hay dos enfoques principales para realizar moduladores de fase LC independientes de la polarización. El primer enfoque utiliza materiales LC independientes de la polarización, como cristales líquidos de fase azul estabilizados con polímeros (PS-BPLC). Sin embargo, los PS-BPLC requieren altos voltajes de excitación, lo que los hace poco prácticos para algunas aplicaciones.
El segundo enfoque es cambiar la alineación de los directores de LC. Una forma de hacerlo es utilizar una celda LC de doble capa, que consta de dos celdas LC apiladas una encima de la otra con sus directores LC orientados ortogonalmente. Esto permite descomponer la luz en dos componentes ortogonales, cada uno de los cuales experimenta la misma modulación de fase. Sin embargo, las células LC de doble capa son complejas y difíciles de fabricar.
Otra forma de lograr una modulación de fase LC independiente de la polarización es utilizar fotoalineación ortogonal. Esto implica el uso de una capa de fotoalineación especial que crea dominios de alineación ortogonal en el LC. Sin embargo, es difícil lograr una alineación precisa con este método.
En un nuevo artículo publicado en Light:Advanced Manufacturing , un equipo de científicos dirigido por el profesor Jiangang Lu ha desarrollado un nuevo enfoque para la modulación de fase LC independiente de la polarización.
La modulación de fase LC independiente de la polarización se basa en un proceso de ángulo de azimut controlado por luz (LCAA). El proceso LCAA utiliza el efecto rotatorio óptico de los cristales líquidos colestéricos (CLC) para crear estructuras de una sola capa, de múltiples microdominios y retorcidas ortogonalmente (MMOT).
Las estructuras MMOT se componen de múltiples microdominios con directores LC alineados ortogonalmente. El proceso LCAA utiliza un haz de luz modelado para controlar la alineación de los directores LC en cada microdominio. Esto permite a los investigadores crear estructuras MMOT con una alineación precisa.
Los moduladores de fase LC con una estructura MMOT de una sola capa tienen el potencial de ser independientes de la polarización y tener una gran profundidad de fase. Esto los hace ideales para diversas aplicaciones, incluidas comunicaciones ópticas, dispositivos portátiles y pantallas.
Se puede utilizar un proceso de ángulo de azimut controlado por luz (LCAA) para fabricar un dispositivo multimicrodominio retorcido ortogonalmente (MMOT) con baja dependencia de la polarización, alto retardo de fase y una estructura simple. El ángulo de alineación entre los sustratos superior e inferior en el proceso LCAA y el tamaño de la rejilla de la máscara de la estructura MMOT se pueden adaptar para cumplir con los requisitos de diferentes aplicaciones.
Este dispositivo tiene el potencial de revolucionar la forma en que utilizamos la luz en diversas aplicaciones. Por ejemplo, podría utilizarse para crear nuevos tipos de sistemas de comunicaciones ópticas que sean más eficientes y fiables. También podría utilizarse para desarrollar nuevos tipos de dispositivos portátiles que puedan mostrar información de una manera más clara y concisa.
Más información: Mingyuan Tang et al, Modulador de fase de cristal líquido independiente de la polarización con fotoalineación retorcida ortogonalmente de múltiples microdominios, Luz:fabricación avanzada (2023). DOI:10.37188/lam.2023.035
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
