O conversor de polarização dinâmico ajustável baseado em cristais líquidos possui as vantagens de grande amplitude de modulação e baixo consumo de energia, tendo importante significado de pesquisa em sistemas integrados em chip. No entanto, os conversores de polarização de cristais líquidos existentes apresentam altas perdas de transmissão e dificuldades na orientação das moléculas de cristais líquidos. Para isso, este artigo propõe um conversor de polarização baseado em guia de onda plano revestido com cristais líquidos. Primeiramente, com base na anisotropia dos cristais líquidos e na teoria de guias de onda de quatro camadas, foi construído um modelo analítico de conversão de polarização que satisfaz as características físicas do guia de onda plano revestido com cristais líquidos, esclarecendo que o mecanismo interno da conversão de polarização é o acoplamento de modos dentro do guia causado pela rotação induzida por campo das moléculas de cristais líquidos. Em seguida, por meio da solução precisa das constantes de propagação e da distribuição do campo óptico dos modos acoplados do guia, foi proposta uma metodologia de análise de conversão de polarização adequada para o guia de onda plano revestido com cristais líquidos, resumindo as fórmulas teóricas para eficiência de conversão e comprimento mínimo de conversão, e compreendendo a influência do acoplamento de modos na eficiência de conversão. Por fim, após otimização abrangente dos parâmetros das camadas do guia, obteve-se um conjunto de parâmetros de dispositivo capazes de realizar alta eficiência de conversão de polarização, analisando o impacto da espessura do núcleo, da espessura da camada de orientação e da variação do comprimento do eletrodo na eficiência da conversão. Os resultados mostram que o conversor de polarização do guia de onda plano revestido com cristais líquidos projetado neste artigo pode alcançar uma eficiência de conversão continuamente ajustável entre 0% e 99,98% com uma variação de tensão de acionamento de 0,2 V.

cristais líquidos;guia de onda óptica;conversor de polarização