Naukowcy realizują wysokowydajną konwersję częstotliwości na zintegrowanym chipie fotonicznym

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Strona główna > Naciśnij przycisk > Naukowcy realizują wysokowydajną konwersję częstotliwości na zintegrowanym chipie fotonicznym

Abstrakcyjny:
Zespół kierowany przez prof. GUO Guangcana i prof. ZOU Changlinga z Chińskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Chińskiej Akademii Nauk zrealizował wydajną konwersję częstotliwości w mikrorezonatorach poprzez zdegenerowany proces sumowania częstotliwości i osiągnął międzypasmową konwersję częstotliwości i wzmocnienie przetworzonego sygnału poprzez obserwację kaskadowych nieliniowych efektów optycznych wewnątrz mikrorezonatora. Badanie zostało opublikowane w Physics Review Letters.

Naukowcy realizują wysokowydajną konwersję częstotliwości na zintegrowanym chipie fotonicznym

Hefei, Chiny | Opublikowano 23 kwietnia 2021 r

Proces koherentnej konwersji częstotliwości ma szerokie zastosowanie w klasycznych i kwantowych dziedzinach informacji, takich jak komunikacja, wykrywanie, wykrywanie i obrazowanie. Jako most łączący pasma fal między telekomunikacją światłowodową a przemianą atomową, spójna konwersja częstotliwości jest niezbędnym interfejsem dla rozproszonych obliczeń kwantowych i sieci kwantowych.

Zintegrowany nieliniowy chip fotoniczny wyróżnia się znacznym postępem technologicznym polegającym na poprawie nieliniowych efektów optycznych poprzez wzmocnienie interakcji światła i materii przez mikrorezonator, a także innymi zaletami, takimi jak mały rozmiar, duża skalowalność i niskie zużycie energii. Dzięki temu zintegrowane nieliniowe chipy fotoniczne są ważną platformą do efektywnego ukrywania częstotliwości optycznej i realizacji innych nieliniowych efektów optycznych.

Jednak wbudowana w chip wzmocniona rezonansem koherentna konwersja częstotliwości wymaga wielu (trzech lub więcej) trybów dopasowania fazowego dla różnych długości fal, co stawia poważne wyzwania w zakresie projektowania, wytwarzania i modulacji urządzeń. Zwłaszcza w przypadku zastosowania spektroskopii atomowej i molekularnej błąd wewnętrzny spowodowany techniką nanowytwarzania zintegrowanych nieliniowych chipów fotonicznych sprawia, że częstotliwość rezonansowa mikrorezonatora jest trudna do dopasowania do częstotliwości przejścia atomowego.

Naukowcy w tym badaniu zaproponowali nowy schemat wysokowydajnej koherentnej konwersji częstotliwości, wymagający jedynie dwufazowego warunku dopasowania fazowego poprzez zdegenerowany proces sumowania częstotliwości. Osiągnęli precyzyjne dostrojenie okna częstotliwości (FW): zgrubne dostrojenie poprzez regulację temperatury urządzenia w zakresie strojenia 100 GHz; precyzyjne dostrojenie z poziomem MHz w oparciu o poprzednie prace całkowicie optycznej kontroli termicznej w zintegrowanej mikrownęce.

Wyniki pokazały, że najlepsza osiągnięta wydajność wynosiła do 42% podczas konwersji liczby fotonów z długości fali 1560 nm na 780 nm, co wskazuje na pasmo dostrajania częstotliwości powyżej 250 GHz. To zadowoliło wzajemne połączenie fotonów telekomunikacyjnych i atomów rubidu (Rb).

Ponadto naukowcy zweryfikowali eksperymentalnie kaskadowe nieliniowe efekty optyczne χ (2) i Kerra wewnątrz pojedynczego mikrorezonatora w celu wzmocnienia przekształconego sygnału, co wcześniej było zaniedbywane. Tym samym najwyższa sprawność konwersji mogła osiągnąć ponad 100% poprzez dostosowanie parametrów produkcyjnych urządzenia, przy jednoczesnej konwersji sygnału i wzmocnieniu.

Badanie to zapewnia nowatorski sposób wydajnej konwersji częstotliwości na chipie, która jest niezwykle ważna dla przetwarzania informacji kwantowych na chipie.

####

Aby uzyskać więcej informacji, kliknij tutaj

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

Prawa autorskie © Uniwersytet Nauki i Technologii Chin (USTC)

Jeśli masz komentarz, proszę Kontakt my.

Wydawcy komunikatów prasowych, a nie 7th Wave, Inc. lub Nanotechnology Now, ponoszą wyłączną odpowiedzialność za dokładność treści.

Zakładka: