Researchers Realize High-efficiency Frequency Conversion On Integrated Photonic Chip

Αναδημοσίευση από τον Πλάτωνα

Ακολουθούν: 0

Αρχική > Τύπος > Οι ερευνητές συνειδητοποιούν τη μετατροπή συχνότητας υψηλής απόδοσης σε ενσωματωμένο φωτονικό τσιπ

Περίληψη:
Μια ομάδα με επικεφαλής τον καθηγητή GUO Guangcan και τον καθηγητή ZOU Changling από το Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών πραγματοποίησε αποτελεσματική μετατροπή συχνότητας σε μικροσυντονιστές μέσω μιας διαδικασίας εκφυλισμένου αθροίσματος-συχνότητας και πέτυχε μετατροπή συχνότητας διασταυρούμενης ζώνης και ενίσχυση του μετατρεπόμενου σήματος παρατηρώντας τα κλιμακωτά μη γραμμικά εφέ μικροσυντονισμού. Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο Physics Review Letters.

Οι ερευνητές πραγματοποιούν μετατροπή συχνότητας υψηλής απόδοσης σε ενσωματωμένο φωτονικό τσιπ

Hefei, Κίνα | Δημοσιεύτηκε στις 23 Απριλίου 2021

Η συνεκτική διαδικασία μετατροπής συχνότητας έχει ευρεία εφαρμογή σε κλασικά και κβαντικά πεδία πληροφοριών όπως η επικοινωνία, η ανίχνευση, η αίσθηση και η απεικόνιση. Ως γέφυρα που συνδέει τις ζώνες κύματος μεταξύ των τηλεπικοινωνιών ινών και της ατομικής μετάβασης, η συνεκτική μετατροπή συχνότητας είναι μια απαραίτητη διεπαφή για κατανεμημένους κβαντικούς υπολογιστές και κβαντικά δίκτυα.

Το ενσωματωμένο μη γραμμικό φωτονικό τσιπ ξεχωρίζει λόγω των σημαντικών τεχνολογικών προόδων του στη βελτίωση των μη γραμμικών οπτικών εφέ μέσω του μικροσυντονιστή που ενισχύει την αλληλεπίδραση φωτός-ύλης, μαζί με άλλα πλεονεκτήματα όπως μικρό μέγεθος, μεγάλη επεκτασιμότητα και χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Αυτά καθιστούν τα ολοκληρωμένα μη γραμμικά φωτονικά τσιπ μια σημαντική πλατφόρμα για την αποτελεσματική κρυφή οπτική συχνότητα και την πραγματοποίηση άλλων μη γραμμικών οπτικών εφέ.

Ωστόσο, η μετατροπή συνεκτικής συχνότητας με ενισχυμένο συντονισμό στο chip απαιτεί πολλαπλούς (τρεις ή περισσότερους) τρόπους συνθήκης αντιστοίχισης φάσης μεταξύ διαφορετικών μηκών κύματος, γεγονός που επιβάλλει σημαντικές προκλήσεις στο σχεδιασμό, την κατασκευή και τη διαμόρφωση των συσκευών. Ειδικά στην εφαρμογή της ατομικής και μοριακής φασματοσκοπίας, το εγγενές σφάλμα που προκαλείται από την τεχνική νανοκατασκευής των ενσωματωμένων μη γραμμικών φωτονικών τσιπ καθιστά τη συχνότητα συντονισμού του μικροσυντονιστή δύσκολο να ταιριάζει με τη συχνότητα ατομικής μετάβασης.

Οι ερευνητές σε αυτή τη μελέτη πρότειναν ένα νέο σχήμα για υψηλής απόδοσης συνεκτική μετατροπή συχνότητας που απαιτεί μόνο τη συνθήκη αντιστοίχισης φάσης δύο τρόπων μέσω μιας διαδικασίας εκφυλισμένης αθροίσματος-συχνότητας. Πέτυχαν ακριβή συντονισμό του παραθύρου συχνότητας (FW): χονδρικός συντονισμός προσαρμόζοντας τη θερμοκρασία της συσκευής με εύρος συντονισμού 100 GHz. μικροσυντονισμός με επίπεδο MHz με βάση προηγούμενες εργασίες εξολοκλήρου οπτικού θερμικού ελέγχου σε ενσωματωμένη μικροκοιλότητα.

Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η καλύτερη απόδοση που επιτεύχθηκε ήταν έως και 42% κατά τη μετατροπή αριθμού φωτονίων από μήκος κύματος πλάτους 1560 nm σε μήκος κύματος 780 nm, υποδεικνύοντας ένα εύρος ζώνης συντονισμού συχνότητας άνω των 250 GHz. Αυτό ικανοποιούσε τη διασύνδεση των τηλεπικοινωνιακών φωτονίων και των ατόμων ρουβιδίου (Rb).

Επιπλέον, οι ερευνητές επαλήθευσαν πειραματικά τα μη γραμμικά οπτικά εφέ χ(2) και Kerr μέσα σε ένα μόνο μικροσυντονιστή για να ενισχύσουν το μετατρεπόμενο σήμα, το οποίο είχε παραμεληθεί στο παρελθόν. Έτσι, η υψηλότερη απόδοση μετατροπής ήταν δυνατό να επιτευχθεί πάνω από 100% μέσω της προσαρμογής των παραμέτρων κατασκευής της συσκευής, εκπληρώνοντας ταυτόχρονα το σήμα που μετατρέπεται και ενισχύεται.

Αυτή η μελέτη παρέχει έναν νέο τρόπο για αποτελεσματική μετατροπή συχνότητας στο τσιπ, η οποία είναι εξαιρετικά σημαντική για την επεξεργασία κβαντικών πληροφοριών στο τσιπ.

####

Για περισσότερες πληροφορίες, πατήστε εδώ

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

Πνευματικά δικαιώματα © Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (USTC)

Εάν έχετε ένα σχόλιο, παρακαλώ Επικοινωνία και εμείς με χαρά θα σας εξυπηρετήσουμε.

Οι εκδότες δελτίων ειδήσεων, όχι η 7th Wave, Inc. ή η Nanotechnology Now, είναι αποκλειστικά υπεύθυνες για την ακρίβεια του περιεχομένου.

Bookmark: