Raziskovalci realizirajo visoko učinkovito frekvenčno pretvorbo na integriranem fotonskem čipu

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Domov > Pritisnite > Raziskovalci realizirajo visoko učinkovito frekvenčno pretvorbo na integriranem fotonskem čipu

Povzetek:
Ekipa, ki sta jo vodila prof. GUO Guangcan in prof. ZOU Changling s Kitajske univerze za znanost in tehnologijo Kitajske akademije znanosti, je realizirala učinkovito pretvorbo frekvence v mikroresonatorjih s postopkom degenerirane vsote frekvence in dosegla pretvorbo frekvenc med pasovi in ojačanje pretvorjenega signala z opazovanjem kaskadnih nelinearnih optičnih učinkov znotraj mikroresonatorja. Študija je bila objavljena v Physics Review Letters.

Raziskovalci se zavedajo visoko učinkovite frekvenčne pretvorbe na integriranem fotonskem čipu

Hefei, Kitajska | Objavljeno 23. aprila 2021

Postopek koherentne frekvenčne pretvorbe ima široko uporabo v klasičnih in kvantnih informacijskih poljih, kot so komunikacija, zaznavanje, zaznavanje in slikanje. Kot most, ki povezuje valovne pasove med optičnimi telekomunikacijami in atomskim prehodom, je koherentna pretvorba frekvence nujen vmesnik za porazdeljeno kvantno računalništvo in kvantna omrežja.

Integrirani nelinearni fotonski čip izstopa zaradi znatnega tehnološkega napredka izboljšanja nelinearnih optičnih učinkov z mikroresonatorjem, ki izboljša interakcijo svetlobe in snovi, skupaj z drugimi prednostmi, kot so majhnost, velika razširljivost in nizka poraba energije. Zaradi tega so integrirani nelinearni fotonski čipi pomembna platforma za učinkovito prikrivanje optične frekvence in uresničevanje drugih nelinearnih optičnih učinkov.

Vendar resonančno izboljšana koherentna frekvenčna pretvorba na čipu zahteva več (tri ali več) načinov pogoja faznega ujemanja med različnimi valovnimi dolžinami, kar predstavlja velike izzive za načrtovanje, izdelavo in modulacijo naprav. Zlasti pri uporabi atomske in molekularne spektroskopije intrinzična napaka, ki jo prinaša tehnika nanofabrikacije integriranih nelinearnih fotonskih čipov, povzroči, da se resonančna frekvenca mikroresonatorja težko ujema s frekvenco atomskega prehoda.

Raziskovalci v tej študiji so predlagali novo shemo za visoko učinkovito koherentno pretvorbo frekvence, ki zahteva le pogoj dvonačinskega faznega ujemanja prek degeneriranega postopka vsote frekvence. Dosegli so natančno nastavitev frekvenčnega okna (FW): grobo nastavitev s prilagoditvijo temperature naprave z območjem nastavitev 100 GHz; fino uravnavanje s stopnjo MHz, ki temelji na prejšnjem delu popolnoma optičnega termičnega nadzora v integrirani mikrovotlini.

Rezultati so pokazali, da je bila najboljša dosežena učinkovitost do 42 % med pretvorbo števila fotonov iz široke valovne dolžine 1560 nm v široko valovno dolžino 780 nm, kar kaže na pasovno širino za uravnavanje frekvence nad 250 GHz. To je zadovoljilo medsebojno povezavo telekomunikacijskih fotonov in atomov rubidija (Rb).

Poleg tega so raziskovalci eksperimentalno preverili kaskadne χ(2) in Kerrove nelinearne optične učinke znotraj enega mikroresonatorja za ojačanje pretvorjenega signala, ki je bil prej zanemarjen. Tako je bilo mogoče doseči najvišjo učinkovitost pretvorbe več kot 100 % s prilagoditvijo parametrov izdelave naprave, ki hkrati izpolnjuje pretvorjen in ojačan signal.

Ta študija ponuja nov način za učinkovito pretvorbo frekvence na čipu, kar je izjemno pomembno za kvantno obdelavo informacij na čipu.

####

Za več informacij kliknite tukaj

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

Če imate komentar, prosim Kontakt nas.

Izdajalci novic, ne 7th Wave, Inc. ali Nanotechnology Now, so izključno odgovorni za točnost vsebine.

Zaznamek: