Keywords
polymer waveguides
light pulses
optoelectronic PCB
high-speed switching
electro-optical polymers
How to Cite
Abstract
the study considers high-speed switching in an optical bus on a printed circuit board (PCB). We proposed to use cascades of Mach–Zehnder waveguide interferometers to build optical switches. The interferometers are made of electro-optical polymers with fluorine-containing chromophores in the side chain. The substance changes its refractive index when an electric field is applied. Such switches are fast: the switching frequency is up to 100 GHz. The authors also proposed an approach to the manufacturing of single-mode waveguides and Mach–Zehnder waveguide interferometers in electro-optical polymer using laser photo-clarification of chromophores. Visible light decreases the refractive index decrease of the polymer.
References
Ахманов А. С., Соколов В. И., Панченко В. Я. Высокоскоростные оптические шины передачи данных на печатных платах для микропроцессорных вычислительных систем. Успехи кибернетики. 2021;2(2):21–28.
Dalton. L., Benight S. Theory-Guided Design of Organic Electro-Optic Materials and Devices. Polymers. 2011;3:1325.
Liu J., Xu G., Liu F., Kityk I., Liu X., Zhen Z. Recent Advances in Polymer Electro-Optic Modulators. RSC Advances. 2015;5:1578.
Zhang H., Oh M. C., Szep A., Steier W. H., Zhang C., Dalton L. R., Erlig H., Chang Y., Chang D. H., Fetterman H. R. Push-pull Electro-Optic Polymer Modulators with Low Half-Wave Voltage and Low Loss at Both 1310 and 1550 nm. Applied Physics Letters. 2001;78(20):3136.
Zheng C. T., Zhang L. J., Qv L. C., Liang L., Ma C. S., Zhang D. M., Cui Z. C. Nanosecond Polymer Mach-Zehnder Interferometer Electro-Optic Modulator Using Optimized Micro-Strip Line Electrode. Opt. Quant. Electron. 2013;45(3):279.
Nazmieva G. N., Vakhonina T. A., Ivanova N. V., Mukhtarov A. Sh., Smirnov N. N., Yakimansky A. V., Balakina M. Yu., Sinyashin O. G. Testing of the Ways for Synthesis of New Nonlinear Optical EpoxyBased Polymers with Azochromophores in the Side Chain. European Polymer Journal. 2015;63:207–216.
Соколов В. И., Ахманов А. С., Ашарчук И. М., Горячук И. О., Хайдуков К. В., Назаров М. М. Формирование канальных оптических волноводов в полиметилметакрилате с внедренным электрооптическим хромофором DR13 методом фотоосветления. Оптика и спектроскопия. 2017;122(3):128–134.
Michel S., Zyss J., Ledoux-Rak I., Nguyen C. T. High-Performance Electro-Optic Modulators Realized with a Commercial Side-Chain DR1-PMMA Electro-Optic Copolymer. Proceedings of SPIE. Organic Photonic Materials and Devices XII. 2010;7599:75990I.
Денисюк И. Ю., Бурункова Ю. Э., Позднякова С. А., Баля В. К., Жук Д. И., Фокина М. И. Полимерный электрооптический модулятор для радиофотоники. Оптика и спектроскопия. 2015;119(4):691.
Соколов В. И., Ахманов А. С., Василенко Е. С., Горячук И. О., Молчанова С. И., Погодина Ю. Е., Полунин Е. В. Синтез и исследование оптических свойств фторсодержащего хромофора дисперсный оранжевый DO1. Fluorine Notes. 2018;5(120):1–2.
Groh W. Overtone Absorption in Macromolecules for Polymer Optical Fibers. Makromol. Chem. 1988;189:2861–2874.
Liu J., Xu G., Liu F., Kityk I., Liu X., Zhen Z. Recent Advances in Polymer Electro-Optic Modulators. RSC Advances. 2015;5:15784–15794.
Соколов В. И., Ахманов А. С., Ашарчук И. М., Горячук И. О., Молчанова С. И., Погодина Ю. Е., Полунин Е. В., Хайдуков К. В. Фторсодержащие акриловые полимеры с фторсодержащими электрооптическими хромофорами в боковой цепи. Fluorine notes. 2020;2(129):1–2.
Соколов В. И., Ахманов А. С., Ашарчук И. М., Горячук И. О., Заварзин И. В., Погодина Ю. Е., Полунин Е. В. Лазерное формирование световодов в электрооптических полимерах с фторсодержащими хромофорами в боковой цепи. Fluorine Notes. 2018;6(121):5–6.