Forskare inser högeffektiv frekvensomvandling på integrerat fotoniskt chip

Återutgiven av Platon

anhängare: 0

Hem > Presse > Forskare inser högeffektiv frekvensomvandling på integrerat fotoniskt chip

Sammanfattning:
Ett team ledd av prof. GUO Guangcan och prof. ZOU Changling från University of Science and Technology i Kina vid den kinesiska vetenskapsakademin realiserade effektiv frekvensomvandling i mikroresonatorer via en degenererad summafrekvensprocess, och uppnådde korsbandsfrekvensomvandling och förstärkning av konverterad signal genom att observera de kaskadkopplade olinjära optiska effekterna inuti mikroresonatorn. Studien publicerades i Physics Review Letters.

Forskare inser högeffektiv frekvensomvandling på integrerat fotonchip

Hefei, Kina | Postat den 23 april 2021

Koherent frekvensomvandlingsprocess har bred tillämpning inom klassiska och kvantinformationsfält som kommunikation, detektion, avkänning och bildbehandling. Som en bro som förbinder vågband mellan fibertelekommunikation och atomövergång är koherent frekvensomvandling ett nödvändigt gränssnitt för distribuerade kvantberäkningar och kvantnätverk.

Integrerat olinjärt fotoniskt chip sticker ut på grund av dess betydande tekniska framsteg för att förbättra olinjära optiska effekter genom att mikroresonatorer förbättrar ljus-materia-interaktionen, tillsammans med andra fördelar som liten storlek, stor skalbarhet och låg energiförbrukning. Dessa gör integrerade olinjära fotoniska chips till en viktig plattform för att effektivt dölja optisk frekvens och realisera andra olinjära optiska effekter.

Emellertid kräver den resonansförstärkta koherenta frekvensomvandlingen på kretsen flera (tre eller fler) lägen för fasmatchningstillstånd bland distinkta våglängder, vilket medför betydande utmaningar för enheternas design, tillverkning och modulering. Speciellt vid tillämpningen av atom- och molekylspektroskopi, gör det inneboende felet som orsakas av nanotillverkningstekniken för integrerade olinjära fotoniska chip att resonansfrekvensen hos mikroresonatorn är svår att matcha atomövergångsfrekvensen.

Forskarna i denna studie föreslog ett nytt schema för högeffektiv koherent frekvensomvandling som endast kräver tvåmodsfasmatchningsvillkor via en degenererad summafrekvensprocess. De uppnådde exakt inställning av frekvensfönstret (FW): grovjustering genom att justera enhetens temperatur med ett inställningsområde på 100 GHz; finjustering med MHz-nivå baserat på tidigare arbete med helt optisk termisk kontroll i en integrerad mikrokavitet.

Resultaten visade att den bäst uppnådda effektiviteten var upp till 42 % under fotontalskonverteringen från 1560 nm bred till 780 nm bred våglängd, vilket indikerar en frekvensinställningsbandbredd över 250 GHz. Detta tillfredsställde sammankopplingen av telekomfotoner och rubidium (Rb) atomer.

Dessutom verifierade forskarna experimentellt kaskadkopplade χ(2) och Kerr olinjära optiska effekter inuti en enda mikroresonator för att förstärka den konverterade signalen, vilket försummades tidigare. Den högsta konverteringseffektiviteten var således potential att uppnå över 100 % genom att justera enhetens tillverkningsparametrar, och uppfylla samtidigt signalkonverterade och förstärkta.

Denna studie ger ett nytt sätt för effektiv on-chip frekvensomvandling, vilket är extremt viktigt för on-chip kvantinformationsbehandling.

####

För mer information, klicka på här.

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

Upphovsrätt © University of Science and Technology of China (USTC)

Om du har en kommentar, snälla Kontakta oss oss.

Emittenter av nyhetsmeddelanden, inte 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, är ensamma ansvariga för innehållets noggrannhet.

Bokmärke: