Дослідники реалізували високоефективне перетворення частоти на інтегрованому фотонному чіпі

Перевидано Платоном

читають: 0

Головна > прес > Дослідники реалізують високоефективне перетворення частоти на інтегрованому фотонному чіпі

Анотація:
Команда під керівництвом професора GUO Guangcan і професора ZOU Changling з Університету науки і техніки Китаю Китайської академії наук реалізувала ефективне перетворення частоти в мікрорезонаторах за допомогою процесу виродженої суми частот і досягла міжсмугового перетворення частоти та посилення перетвореного сигналу шляхом спостереження каскадних нелінійно-оптичних ефектів всередині мікрорезонатора. Дослідження опубліковано в Physics Review Letters.

Дослідники реалізують високоефективне перетворення частоти на вбудованому фотонному чіпі

Хефей, Китай | Опубліковано 23 квітня 2021 року

Процес когерентного перетворення частоти має широке застосування в класичних і квантових інформаційних областях, таких як зв'язок, виявлення, зондування та зображення. Як міст, що з'єднує діапазони хвиль між волоконними телекомунікаціями та атомним переходом, когерентне перетворення частоти є необхідним інтерфейсом для розподілених квантових обчислень і квантових мереж.

Інтегрований нелінійний фотонний чіп виділяється завдяки своїм значним технологічним досягненням у покращенні нелінійно-оптичних ефектів за рахунок того, що мікрорезонатор покращує взаємодію світло-речовина, а також іншими перевагами, такими як малий розмір, велика масштабованість та низьке споживання енергії. Це робить інтегровані нелінійні фотонні мікросхеми важливою платформою для ефективного приховування оптичної частоти та реалізації інших нелінійно-оптичних ефектів.

Однак когерентне перетворення частоти з резонансним удосконаленням на мікросхемі вимагає кількох (трьох або більше) режимів узгодження фаз між різними довжинами хвиль, що створює значні проблеми для проектування, виготовлення та модуляції пристроїв. Особливо при застосуванні атомної та молекулярної спектроскопії, внутрішня похибка, яку створює техніка нановиготовлення інтегрованих нелінійних фотонних чіпів, робить резонансну частоту мікрорезонатора важко відповідати частоті атомного переходу.

Дослідники в цьому дослідженні запропонували нову схему для високоефективного когерентного перетворення частоти, яка вимагає лише двомодової умови узгодження фаз через процес виродженої суми частот. Вони досягли точної настройки частотного вікна (FW): груба настройка шляхом регулювання температури пристрою з діапазоном налаштування 100 ГГц; тонка настройка з рівнем МГц на основі попередньої роботи повністю оптичного теплового контролю в інтегрованому мікрорезонаторі.

Результати показали, що найкраща досягнута ефективність становила до 42% під час перетворення числа фотонів з довжини хвилі шириною 1560 нм до 780 нм, що вказує на ширину смуги частоти понад 250 ГГц. Це задовольнило взаємозв’язок телекомунікаційних фотонів і атомів рубідію (Rb).

Крім того, дослідники експериментально перевірили каскадні χ(2) і нелінійні оптичні ефекти Керра всередині одного мікрорезонатора для посилення перетвореного сигналу, яким раніше нехтували. Таким чином, найвища ефективність перетворення могла досягти понад 100% завдяки налагодженню параметрів виготовлення пристрою, виконуючи одночасно перетворений та посилений сигнал.

Це дослідження пропонує новий спосіб ефективного перетворення частоти на чіпі, що надзвичайно важливо для обробки квантової інформації на чіпі.

####

Для отримання додаткової інформації натисніть тут

Контакти:
Джейн ФАН Цюн
86-551-636-07280

Авторське право © Університет науки і техніки Китаю (USTC)

Якщо у вас є коментар, будь ласка Контакти нам.

Видавці випусків новин, а не 7th Wave, Inc. або Nanotechnology Now, несуть повну відповідальність за точність змісту.

Закладка: