연구원, 통합 광자 칩에서 고효율 주파수 변환 실현

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요약 :
중국 과학원 중국 과학 기술 대학의 GUO Guangcan 교수와 ZOU Changling 교수가 이끄는 팀은 축퇴 된 합-주파수 프로세스를 통해 마이크로 공진기에서 효율적인 주파수 변환을 실현하고 교차 대역 주파수 변환 및 마이크로 공진기 내부의 계단식 비선형 광학 효과를 관찰하여 변환 된 신호의 증폭. 이 연구는 Physics Review Letters에 게재되었습니다.

연구원들은 통합 포토 닉 칩에서 고효율 주파수 변환을 실현합니다.

중국 허페이 | 게시일 : 23 년 2021 월 XNUMX 일

일관된 주파수 변환 프로세스는 통신, 감지, 감지 및 이미징과 같은 고전 및 양자 정보 분야에서 광범위하게 적용됩니다. 광섬유 통신과 원자 전이 사이의 파장대를 연결하는 가교 역할을하는 일관된 주파수 변환은 분산 양자 컴퓨팅 및 양자 네트워크에 필요한 인터페이스입니다.

통합 비선형 포토 닉 칩은 미세 공진기의 빛-물질 상호 작용을 향상시켜 비선형 광학 효과를 개선하는 기술적 인 발전과 함께 작은 크기, 뛰어난 확장 성 및 낮은 에너지 소비와 같은 다른 이점으로 인해 두드러집니다. 이를 통해 통합 된 비선형 광 칩은 광 주파수를 효율적으로 숨기고 다른 비선형 광 효과를 실현하는 중요한 플랫폼이됩니다.

그러나 온칩 공진 강화 코 히어 런트 주파수 변환에는 서로 다른 파장 사이에서 여러 모드 (XNUMX 개 이상의) 위상 정합 조건이 필요하므로 장치의 설계, 제조 및 변조에 심각한 문제가 발생합니다. 특히 원자 및 분자 분광학의 응용 분야에서 통합 된 비선형 광 칩의 나노 제조 기술에 의해 야기되는 고유 오차는 미세 공진기의 공진 주파수를 원자 전이 주파수와 일치시키기 어렵게 만듭니다.

이 연구의 연구자들은 축퇴 합-주파수 프로세스를 통해 100 모드 위상 정합 조건만을 필요로하는 고효율 코 히어 런트 주파수 변환을위한 새로운 방식을 제안했습니다. 주파수 창 (FW)을 정밀하게 조정했습니다. XNUMXGHz의 조정 범위로 장치 온도를 조정하여 대략적인 조정을 수행했습니다. 통합 마이크로 캐비티에서 전광 열 제어의 이전 작업을 기반으로 MHz 수준으로 미세 조정.

결과는 42nm 폭에서 1560nm 폭 파장으로의 광자 수 변환시 최대 780 %의 효율을 달성 한 것으로 나타 났으며 이는 250GHz 이상의 주파수 튜닝 대역폭을 나타냅니다. 이것은 통신 광자와 루비듐 (Rb) 원자의 상호 연결을 만족 시켰습니다.

또한 연구진은 단일 마이크로 공진기 내부에서 계단식 χ (2) 및 Kerr 비선형 광학 효과를 실험적으로 확인하여 이전에 무시되었던 변환 된 신호를 증폭했습니다. 따라서 가장 높은 변환 효율은 장치 제조 매개 변수를 조정하여 100 % 이상을 달성하고 동시에 변환 및 증폭 된 신호를 충족 할 수있었습니다.

이 연구는 온칩 양자 정보 처리에 매우 중요한 효율적인 온칩 주파수 변환을위한 새로운 방법을 제공합니다.

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연락처 :
제인 팬 치온
86-551-636

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