Teadlased saavutavad integreeritud fotoonkiibil suure tõhususega sageduste teisendamise

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Avaleht > press > Teadlased realiseerivad integreeritud fotoonkiibil suure tõhususega sageduse muundamise

Abstraktne:
Hiina Teaduste Akadeemia Hiina Teadus- ja Tehnoloogiaülikooli prof GUO Guangcani ja prof ZOU Changlingi juhitud meeskond viis mikroresonaatorites tõhusa sageduse muundamise läbi degenereerunud summa-sageduse protsessi ning saavutas sagedusribadevahelise muundamise ja teisendatud signaali võimendamine mikroresonaatori sees olevate kaskaadsete mittelineaarsete optiliste efektide jälgimise kaudu. Uuring avaldati ajakirjas Physics Review Letters.

Teadlased teostavad integreeritud fotoonkiibil suure tõhususega sagedusmuundust

Hefei, Hiina | Postitatud 23. aprillil 2021

Koherentsel sageduse muundamise protsessil on laialdane rakendus klassikalistes ja kvantteabeväljades, nagu side, tuvastamine, tuvastamine ja pildistamine. Sillana, mis ühendab laineribasid kiudkommunikatsiooni ja aatomi ülemineku vahel, on koherentne sageduse muundamine hajutatud kvantarvutuse ja kvantvõrkude jaoks vajalik liides.

Integreeritud mittelineaarne fotoonkiip paistab silma oma oluliste tehnoloogiliste edusammude tõttu mittelineaarsete optiliste efektide parandamisel mikroresonaatori abil, suurendades valguse ja aine vastastikmõju, ning lisaks muudele eelistele, nagu väiksus, suurepärane mastaapsus ja madal energiatarve. Need muudavad integreeritud mittelineaarsed fotoonkiibid oluliseks platvormiks varjatud optilise sageduse tõhusaks varjamiseks ja muude mittelineaarsete optiliste efektide realiseerimiseks.

Kuid kiibil olev resonantsiga täiustatud koherentne sageduse muundamine nõuab mitut (kolm või enamat) faasi sobitamise režiimi erinevatel lainepikkustel, mis seab seadmete projekteerimisele, valmistamisele ja modulatsioonile olulisi väljakutseid. Eriti aatomi- ja molekulaarspektroskoopia rakendamisel muudab integreeritud mittelineaarsete fotoonkiipide nanotootmise tehnikast tulenev sisemine viga mikroresonaatori resonantssageduse aatomi üleminekusagedusega raskesti sobitavaks.

Selle uuringu teadlased pakkusid välja uue skeemi suure tõhususega koherentse sageduse muundamiseks, mis nõuab degenereerunud summa-sageduse protsessi kaudu ainult kaherežiimilist faasi sobitamise tingimust. Nad saavutasid sagedusakna (FW) täpse häälestuse: jämehäälestus, reguleerides seadme temperatuuri häälestusvahemikuga 100 GHz; peenhäälestus MHz tasemega integreeritud mikroõõnsuses täielikult optilise soojusjuhtimise varasema töö põhjal.

Tulemused näitasid, et parim saavutatud efektiivsus oli kuni 42% footonite arvu muundamisel 1560 nm laialt 780 nm laiusele, mis näitab sageduse häälestamise ribalaiust üle 250 GHz. See rahuldas telekommunikatsiooni footonite ja rubiidiumi (Rb) aatomite omavahelise ühenduse.

Peale selle kontrollisid teadlased eksperimentaalselt kaskaaditud χ (2) ja Kerri mittelineaarseid optilisi efekte ühes mikroresonaatoris, et võimendada teisendatud signaali, mida varem tähelepanuta jäeti. Seega oli kõrgeim muundamise efektiivsus võimalik saavutada üle 100%, kohandades seadme valmistamise parameetreid, täites samaaegselt muundatud ja võimendatud signaali.

See uuring pakub uudset viisi tõhusaks kiibisiseseks sageduste muundamiseks, mis on kiibil oleva kvantteabe töötlemise jaoks äärmiselt oluline.

####

Lisateabe saamiseks klõpsake nuppu siin

Kontaktid:
Jane FAN Qiong
86-551-636-07280

Autoriõigus © Hiina teaduse ja tehnoloogia ülikool (USTC)

Kui teil on kommentaar, palun Saada sõnum meile.

Sisu täpsuse eest vastutavad ainuüksi uudisteväljaannete väljaandjad, mitte 7th Wave, Inc. või Nanotechnology Now.

Järjehoidja: