Cercetătorii realizează o conversie de înaltă eficiență a frecvenței pe cip fotonic integrat

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Acasă > Anunturi > Cercetătorii realizează o conversie de frecvență de înaltă eficiență pe cip fotonic integrat

Rezumat:
O echipă condusă de Prof. GUO Guangcan și Prof. ZOU Changling de la Universitatea de Știință și Tehnologie din China a Academiei Chineze de Științe a realizat o conversie eficientă a frecvenței în microrezonatoare printr-un proces degenerat de sumă-frecvență și a realizat conversie de frecvență încrucișată și amplificarea semnalului convertit prin observarea efectelor optice neliniare în cascadă în interiorul microrezonatorului. Studiul a fost publicat în Physics Review Letters.

Cercetătorii realizează o conversie de frecvență de înaltă eficiență pe un cip fotonic integrat

Hefei, China | Postat pe 23 aprilie 2021

Procesul coerent de conversie a frecvenței are o largă aplicație în domeniile informaționale clasice și cuantice, cum ar fi comunicarea, detectarea, detectarea și imagistica. Ca punte care conectează benzile de undă între telecomunicațiile pe fibră și tranziția atomică, conversia coerentă a frecvenței este o interfață necesară pentru calculul cuantic distribuit și rețelele cuantice.

Cipul fotonic neliniar integrat iese în evidență datorită progreselor tehnologice semnificative de îmbunătățire a efectelor optice neliniare prin îmbunătățirea interacțiunii luminii-materie ale microrezonatorului, împreună cu alte avantaje precum dimensiunea mică, scalabilitatea mare și consumul redus de energie. Acestea fac din cipurile fotonice neliniare integrate o platformă importantă pentru a acoperi eficient frecvența optică și pentru a realiza alte efecte optice neliniare.

Cu toate acestea, conversia de frecvență coerentă îmbunătățită cu rezonanță pe cip necesită mai multe (trei sau mai multe) moduri de condiție de potrivire a fazelor între lungimi de undă distincte, ceea ce impune provocări semnificative pentru proiectarea, fabricarea și modularea dispozitivelor. În special în aplicarea spectroscopiei atomice și moleculare, eroarea intrinsecă adusă de tehnica de nanofabricare a cipurilor fotonice neliniare integrate face ca frecvența de rezonanță a microrezonatorului să fie greu de egalat cu frecvența de tranziție atomică.

Cercetătorii din acest studiu au propus o nouă schemă pentru conversia de frecvență coerentă de înaltă eficiență, care necesită doar condiția de potrivire a fazelor în două moduri printr-un proces de sumă de frecvență degenerată. Au realizat reglarea precisă a ferestrei de frecvență (FW): reglare grosieră prin ajustarea temperaturii dispozitivului cu un interval de reglare de 100 GHz; reglaj fin cu nivelul MHz bazat pe lucrările anterioare de control termic integral optic într-o microcavitate integrată.

Rezultatele au arătat că cea mai bună eficiență atinsă a fost de până la 42% în timpul conversiei numărului de fotoni de la o lungime de undă de 1560 nm la 780 nm, indicând o lățime de bandă de reglare a frecvenței de peste 250GHz. Acest lucru a satisfăcut interconectarea fotonilor de telecomunicații și a atomilor de rubidiu (Rb).

În plus, cercetătorii au verificat experimental efectele optice neliniare în cascadă χ(2) și Kerr în interiorul unui singur microrezonator pentru a amplifica semnalul convertit, care a fost neglijat înainte. Astfel, cea mai mare eficiență de conversie a fost potențialul de a atinge peste 100% prin ajustarea parametrilor de fabricație a dispozitivului, îndeplinind simultan semnalul convertit și amplificat.

Acest studiu oferă o modalitate nouă de conversie eficientă a frecvenței pe cip, care este extrem de importantă pentru procesarea informațiilor cuantice pe cip.

####

Pentru mai multe informații, faceți clic pe aici

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

Dacă aveți un comentariu, vă rog Contact ne.

Emitenții de comunicate de știri, nu 7th Wave, Inc. sau Nanotechnology Now, sunt singuri responsabili pentru acuratețea conținutului.

Bookmark: