Исследователи реализовали высокоэффективное преобразование частоты на интегрированном фотонном чипе

Переиздано Платоном

Читают: 0

Главная > Нажмите > Исследователи реализуют высокоэффективное преобразование частоты на встроенном фотонном чипе.

Абстрактные:
Группа под руководством профессора ГУО Гуанчана и профессора Цзоу Чанлинга из Китайского университета науки и технологий Китайской академии наук реализовала эффективное преобразование частоты в микрорезонаторах с помощью вырожденного процесса суммарной частоты и достигла межполосного преобразования частоты и усиление преобразованного сигнала за счет наблюдения каскадных нелинейно-оптических эффектов внутри микрорезонатора. Исследование было опубликовано в Physics Review Letters.

Исследователи реализовали высокоэффективное преобразование частоты на встроенном фотонном чипе.

Хэфэй, Китай | Отправлено: 23 апреля 2021 г.

Процесс когерентного преобразования частоты имеет широкое применение в классических и квантовых информационных областях, таких как связь, обнаружение, зондирование и визуализация. В качестве моста, соединяющего диапазоны волн между оптоволоконной связью и атомным переходом, когерентное преобразование частоты является необходимым интерфейсом для распределенных квантовых вычислений и квантовых сетей.

Интегрированный нелинейный фотонный чип выделяется своими значительными технологическими достижениями в улучшении нелинейных оптических эффектов за счет улучшения взаимодействия света и вещества с помощью микрорезонатора, а также других преимуществ, таких как небольшой размер, большая масштабируемость и низкое энергопотребление. Это делает интегрированные нелинейные фотонные чипы важной платформой для эффективного скрытия оптической частоты и реализации других нелинейных оптических эффектов.

Однако встроенное в кристалл резонансно-усиленное когерентное преобразование частоты требует нескольких (трех или более) режимов фазового согласования для разных длин волн, что создает серьезные проблемы для проектирования, изготовления и модуляции устройств. В частности, в применении атомной и молекулярной спектроскопии, внутренняя ошибка, вызванная техникой нанопроизводства интегрированных нелинейных фотонных чипов, затрудняет согласование резонансной частоты микрорезонатора с частотой атомного перехода.

Исследователи в этом исследовании предложили новую схему для высокоэффективного когерентного преобразования частоты, требующую только условия двухмодового фазового синхронизма через вырожденный процесс суммарной частоты. Они достигли точной настройки частотного окна (FW): грубой настройки, регулируя температуру устройства с диапазоном настройки 100 ГГц; точная настройка с уровнем МГц основана на предыдущей работе полностью оптического терморегулятора в интегрированном микрополости.

Результаты показали, что наилучшая достигнутая эффективность составила до 42% при преобразовании числа фотонов с длины волны 1560 нм в ширину 780 нм, что указывает на полосу частот перестройки более 250 ГГц. Это удовлетворило взаимосвязь телекоммуникационных фотонов и атомов рубидия (Rb).

Кроме того, исследователи экспериментально подтвердили каскадные χ (2) и нелинейные оптические эффекты Керра внутри одного микрорезонатора для усиления преобразованного сигнала, которым раньше пренебрегали. Таким образом, можно было достичь наивысшей эффективности преобразования, превышающей 100%, путем регулировки параметров изготовления устройства при одновременном выполнении преобразованного и усиленного сигнала.

Это исследование обеспечивает новый способ эффективного преобразования частоты на кристалле, что чрезвычайно важно для обработки квантовой информации на кристалле.

####

Для получения дополнительной информации, пожалуйста, нажмите здесь

Контактная информация:
Джейн Фан Цюн
86-551-636-07280

Если у вас есть комментарий, пожалуйста Контакты нас.

Издатели новостных выпусков, а не 7th Wave, Inc. или Nanotechnology Now, несут единоличную ответственность за точность содержания.

Закладка: