Researchers Realize High-efficiency Frequency Conversion On Integrated Photonic Chip

Julkaissut Platon

seuraajia: 0

Etusivu > lehdistö > Tutkijat toteuttavat tehokkaan taajuusmuunnoksen integroidulla fotonisirulla

Tiivistelmä:
Prof. GUO Guangcanin ja professori ZOU Changlingin johtama ryhmä Kiinan tiedeakatemian Kiinan tiedeakatemiassa toteutti tehokkaan taajuusmuunnoksen mikroresonaattoreissa rappeutuneen summa-taajuusprosessin kautta ja saavutti kaistojen välisen taajuusmuunnoksen ja muunnetun signaalin vahvistaminen tarkkailemalla mikroresonaattorin sisällä olevia kaskadoituja epälineaarisia optisia vaikutuksia. Tutkimus julkaistiin julkaisussa Physics Review Letters.

Tutkijat toteuttavat tehokkaan taajuusmuunnoksen integroidulla fotonisirulla

Hefei, Kiina | Lähetetty 23. huhtikuuta 2021

Koherentilla taajuusmuunnosprosessilla on laaja sovellus klassisissa ja kvanttitietokentissä, kuten viestinnässä, havaitsemisessa, tunnistamisessa ja kuvantamisessa. Koherentti taajuusmuunnos on siltana, joka yhdistää aaltoalueet kuitutietoliikenteen ja atomien siirtymisen välillä hajautetulle kvanttilaskennalle ja kvanttiverkkoille.

Integroitu epälineaarinen fotoninen siru erottuu merkittävistä teknologisista edistysaskeleistaan epälineaaristen optisten vaikutusten parantamiseksi mikroresonaattorilla parantamalla valo-aine-vuorovaikutusta sekä muita etuja, kuten pieni koko, suuri skaalautuvuus ja pieni energiankulutus. Nämä tekevät integroiduista epälineaarisista fotonisiruista tärkeän alustan peitetylle optiselle taajuudelle tehokkaasti ja muiden epälineaaristen optisten vaikutusten toteuttamiseksi.

Piirin sisäisellä resonanssilla parannettu koherentti taajuusmuunnos vaatii kuitenkin useita (kolme tai useampia) vaiheiden sovitustiloja erillisten aallonpituuksien välillä, mikä asettaa merkittäviä haasteita laitteiden suunnittelulle, valmistukselle ja moduloinnille. Erityisesti atomi- ja molekyylispektroskopian soveltamisessa integroitujen epälineaaristen fotonisten sirujen nanotuotantotekniikan aiheuttama luonnollinen virhe tekee mikroresonaattorin resonanssitaajuudesta vaikeasti sovitettavan atomien siirtymätaajuuteen.

Tämän tutkimuksen tutkijat ehdottivat uutta järjestelmää korkean hyötysuhteen johdonmukaiselle taajuusmuunnokselle, joka vaatii vain kaksimoodisen vaiheen sovitustilan degeneroituneen summa-taajuusprosessin kautta. He saavuttivat taajuusikkunan (FW) tarkan virityksen: karkea viritys säätämällä laitteen lämpötilaa 100 GHz: n viritysalueella; hienosäätö MHz-tasolla, joka perustuu aikaisemmin tehtyyn optisen lämpöohjauksen työhön integroidussa mikrotilassa.

Tulokset osoittivat, että paras saavutettu hyötysuhde oli jopa 42% fotonilukumuunnoksen aikana aallonpituudeltaan 1560 nm: n ja 780 nm: n välillä, mikä osoittaa taajuuden virityskaistanleveyden yli 250 GHz. Tämä tyydytti tietoliikennefotonien ja rubidium (Rb) atomien yhteenliittämisen.

Lisäksi tutkijat varmistivat kokeellisesti kaskaditut χ (2) ja Kerrin epälineaariset optiset vaikutukset yhden mikroresonaattorin sisällä muunnetun signaalin vahvistamiseksi, joka aiemmin jätettiin huomioimatta. Siten korkein muuntotehokkuus oli potentiaalia saavuttaa yli 100% säätämällä laitteen valmistusparametreja, täyttämällä samanaikaisesti muunnettu ja vahvistettu signaali.

Tämä tutkimus tarjoaa uuden tavan tehokkaalle sirun taajuusmuunnokselle, mikä on erittäin tärkeää sirun kvanttitietojen prosessoinnissa.

####

Saat lisätietoja napsauttamalla tätä

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

Tekijänoikeudet © Kiinan tiede- ja teknologiayliopisto (USTC)

Jos sinulla on kommentteja, kiitos Ota yhteyttä meille.

Lehdistötiedotteiden liikkeeseenlaskijat, eivät 7th Wave, Inc. tai Nanotechnology Now, ovat yksin vastuussa sisällön oikeellisuudesta.

Kirjanmerkki: