TPA-QCN, kendiliğinden tercih edilen bir yönelimi benimseyen bir molekül tabakası oluşturmak üzere vakumlu buharlaştırma yoluyla biriktirilir. Bu hizalama ona ikinci-düzeyden optik doğrusal olmayan bir yanıt sağlar; bu, ışık ışınlarının içinden geçerken etkileşime girebileceği anlamına gelir.
Mühendislik fiziği profesörü ve Kanada Işık-Madde Fotoniği Araştırma Başkanı Kéna-Cohen, "Ekranlar için tamamen farklı bir-organik ışık-yayan diyotlar (OLED'ler) alanında yapılan güzel çalışmalardan ilham aldık" diyor. "Araştırmacılar, belirli molekül sınıflarının üretim sırasında otomatik olarak hizalandığını fark etti. Bu durum, genellikle cihazın performansına zarar veren bir voltajın birikmesine yol açıyor. Polar moleküllerin tercihli bir yöne yönlendirilmesini gerektiren bu voltaj birikmesi, doğrusal olmayan optikler için benzer malzemeleri kullanabilmemiz gerektiğinin ilk işaretiydi."
İleride ikinci-düzeyden doğrusal olmayan fotonik cihazlar
Silikon bugün entegre fotonik için baskın platformdur, ancak modülatörlerin ve yükselticilerin imalatı için iyi değildir. Kéna-Cohen şöyle açıklıyor: "İyi modülatörler yapmak için silikonun eksik olduğu bir bileşen, doğru-akımlı bir elektrik alanının optik frekanslarda bir elektrik alanıyla etkileşime girmesine izin veren-Pockels etkisidir ve bu, ikinci-düzeyden doğrusal olmayan optik etkinin iyi bir örneğidir." "Parametrik yükselteçler ve osilatörler ikinci-dereceden doğrusal olmama durumlarına dayanır. Bu tür etkiler için mühendislerin lityum niyobat gibi diğer malzemeleri bağımsız bileşenler olarak kullanmaları veya ikisini entegre etme gibi karmaşık bir süreçten geçmeleri gerekir."
İkinci-düzeyden doğrusal olmayan fotonik bileşenlerin tasarımında yer alan diğer bir kavram, faz eşleştirme gerekliliğidir-etkileşime giren ışık dalgalarının faz hızının, yıkıcı girişim etkilerinden kaçınmak için eşleşmesi gerekir. "Maalesef, tüm malzemelerin dağılıma sahip olması gerçeği bunu otomatik olarak engelliyor, bu nedenle faz eşleştirme için akıllı hilelerin kullanılması gerekiyor. Lityum niyobatta, alan yönelimini (diğer adıyla elektrik alanı kutuplaması) çevirmek için yayılma yönü boyunca elektrotlar kullanmak yaygın bir yaklaşımdır."
Avantajları: Doğrudan-çip üzerine yatırılır, çift kırılma
Ekibin yaklaşımı iki önemli avantaj sağlıyor. Kéna-Cohen, "Öncelikle, organik ince filmlerimiz, standart kuru üretim süreçleri kullanılarak-kafes uyumu veya aktarımı konusunda endişelenmeden doğrudan herhangi bir çip üzerine yerleştirilebilir" diyor.
İkincisi, filmleri, en yaygın fotonik malzemelerle karşılaştırıldığında son derece güçlü bir çift kırılma göstermektedir. "Bu çift kırılma o kadar güçlü ki, farklı polarize modlar arasındaki etkileşimleri kullanırsak 'ücretsiz' faz eşleşmesi yapmamıza olanak tanıyor, çünkü farklı polarizasyonlar farklı kırılma indislerini görecek" diyor. "Bu, kutuplama için elektrotlara ihtiyaç duymadan veya daha karmaşık mimariler kullanmak zorunda kalmadan çok verimli cihazlar tasarlayabileceğimiz anlamına geliyor."
İkinci-dereceden doğrusal olmayan bir sürecin en basit örneğini göstermek için kendi yaklaşımlarını kullandılar: İkinci-harmonik üretimi, diğer adıyla frekansın iki katına çıkması. Bunu yapmak için araştırmacılar, sürekli-dalga telekomünikasyon ışığını görünür ışığa dönüştüren bir dalga kılavuzu ürettiler (aşağıdaki şekle bakın).
İkinci-düzeyden doğrusal olmayan fotonik bileşenlerin tasarımında yer alan diğer bir kavram, faz eşleştirme gerekliliğidir-etkileşime giren ışık dalgalarının faz hızının, yıkıcı girişim etkilerinden kaçınmak için eşleşmesi gerekir. "Maalesef, tüm malzemelerin dağılıma sahip olması gerçeği bunu otomatik olarak engelliyor, bu nedenle faz eşleştirme için akıllı hilelerin kullanılması gerekiyor. Lityum niyobatta, alan yönelimini (diğer adıyla elektrik alanı kutuplaması) çevirmek için yayılma yönü boyunca elektrotlar kullanmak yaygın bir yaklaşımdır."
Avantajları: Doğrudan-çip üzerine yatırılır, çift kırılma
Ekibin yaklaşımı iki önemli avantaj sağlıyor. Kéna-Cohen, "Öncelikle, organik ince filmlerimiz, standart kuru üretim süreçleri kullanılarak-kafes uyumu veya aktarımı konusunda endişelenmeden doğrudan herhangi bir çip üzerine yerleştirilebilir" diyor.
İkincisi, filmleri, en yaygın fotonik malzemelerle karşılaştırıldığında son derece güçlü bir çift kırılma göstermektedir. "Bu çift kırılma o kadar güçlü ki, farklı polarize modlar arasındaki etkileşimleri kullanırsak 'ücretsiz' faz eşleşmesi yapmamıza olanak tanıyor, çünkü farklı polarizasyonlar farklı kırılma indislerini görecek" diyor. "Bu, kutuplama için elektrotlara ihtiyaç duymadan veya daha karmaşık mimariler kullanmak zorunda kalmadan çok verimli cihazlar tasarlayabileceğimiz anlamına geliyor."
İkinci-dereceden doğrusal olmayan bir sürecin en basit örneğini göstermek için kendi yaklaşımlarını kullandılar: İkinci-harmonik üretimi, diğer adıyla frekansın iki katına çıkması. Bunu yapmak için araştırmacılar, sürekli-dalga telekomünikasyon ışığını görünür ışığa dönüştüren bir dalga kılavuzu ürettiler (aşağıdaki şekle bakın).
