محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

صفحه اصلی > رسانه ها و مطبوعات > محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه شده‌اند

چکیده:
تیمی به رهبری پروفسور GUO Guangcan و پروفسور ZOU Changling از دانشگاه علم و فناوری چین در آکادمی علوم چین، تبدیل فرکانس کارآمد را در میکرورزوناتورها از طریق یک فرآیند مجموع فرکانس منحط دریافته و تبدیل فرکانس متقاطع باند و به دست آوردند. تقویت سیگنال تبدیل شده از طریق مشاهده اثرات نوری غیرخطی آبشاری داخل ریزرزوناتور. این مطالعه در Physics Review Letters منتشر شد.

محققان متوجه تبدیل فرکانس با کارایی بالا در تراشه فوتونیک یکپارچه شده‌اند

هفی، چین | ارسال شده در 23 آوریل 2021

فرآیند تبدیل فرکانس منسجم کاربرد گسترده ای در زمینه های اطلاعات کلاسیک و کوانتومی مانند ارتباطات، تشخیص، سنجش و تصویربرداری دارد. تبدیل فرکانس منسجم به عنوان پلی اتصال باند موج بین مخابرات فیبر و انتقال اتمی، یک رابط ضروری برای محاسبات کوانتومی توزیع شده و شبکه های کوانتومی است.

تراشه فوتونیک غیرخطی یکپارچه به دلیل پیشرفت‌های فن‌آوری قابل توجه خود در بهبود اثرات نوری غیرخطی با تقویت تعامل نور-ماده توسط میکرورزوناتور، همراه با مزایای دیگری مانند اندازه کوچک، مقیاس‌پذیری زیاد و مصرف کم انرژی، متمایز است. اینها تراشه های فوتونیک غیرخطی یکپارچه را به یک پلت فرم مهم برای فرکانس نوری مخفی کارآمد و تحقق سایر اثرات نوری غیرخطی تبدیل می کنند.

با این حال، تبدیل فرکانس منسجم تقویت‌شده با تشدید روی تراشه به حالت‌های متعدد (سه یا بیشتر) از شرایط تطبیق فاز در میان طول‌موج‌های متمایز نیاز دارد، که چالش‌های مهمی را برای طراحی، ساخت و مدولاسیون دستگاه‌ها تحمیل می‌کند. به خصوص در کاربرد طیف‌سنجی اتمی و مولکولی، خطای ذاتی ناشی از تکنیک نانوساخت تراشه‌های فوتونی غیرخطی یکپارچه، فرکانس تشدید ریزرزوناتور را برای مطابقت با فرکانس گذار اتمی سخت می‌کند.

محققان در این مطالعه طرح جدیدی را برای تبدیل فرکانس منسجم با کارایی بالا پیشنهاد کردند که تنها به شرایط تطبیق فاز دو حالته از طریق یک فرآیند مجموع فرکانس منحط نیاز دارد. آنها به تنظیم دقیق پنجره فرکانس (FW) دست یافتند: تنظیم درشت با تنظیم دمای دستگاه با محدوده تنظیم 100 گیگاهرتز. تنظیم دقیق با سطح مگاهرتز بر اساس کار قبلی کنترل حرارتی تمام نوری در یک ریزحفره یکپارچه.

نتایج نشان داد که بهترین بازده به دست آمده تا 42 درصد در طول تبدیل عدد فوتون از طول موج 1560 نانومتر به عرض 780 نانومتر بود که نشان‌دهنده پهنای باند تنظیم فرکانس بیش از 250 گیگاهرتز است. این ارتباط فوتون های مخابراتی و اتم های روبیدیم (Rb) را برآورده کرد.

علاوه بر این، محققان به طور تجربی اثرات نوری غیرخطی χ(2) و کر را در داخل یک ریزرزوناتور برای تقویت سیگنال تبدیل شده تأیید کردند، که قبلا نادیده گرفته شده بود. بنابراین بالاترین راندمان تبدیل بالقوه برای دستیابی به بیش از 100٪ از طریق تنظیم پارامترهای ساخت دستگاه، انجام همزمان سیگنال تبدیل و تقویت شده بود.

این مطالعه راهی جدید برای تبدیل فرکانس کارآمد روی تراشه ارائه می‌کند که برای پردازش اطلاعات کوانتومی روی تراشه بسیار مهم است.

####

برای اطلاعات بیشتر، لطفا کلیک کنید اینجا کلیک نمایید

تماس با ما:
جین فن کیونگ
86-551-636-07280

حق چاپ © دانشگاه علم و فناوری چین (USTC)

اگر نظری دارید بفرمایید تماس با ما ما.

مسئولیت صحت محتوا به عهده صادرکنندگان انتشارات خبری است، نه موج هفتم، شرکت یا نانوتکنولوژی اکنون.

نشانک: