Peneliti Mewujudkan Konversi Frekuensi Efisiensi Tinggi Pada Chip Fotonik Terintegrasi

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Beranda > Tekan > Peneliti menyadari konversi frekuensi efisiensi tinggi pada chip fotonik terintegrasi

Abstrak:
Sebuah tim yang dipimpin oleh Prof. GUO Guangcan dan Prof. ZOU Changling dari Universitas Sains dan Teknologi China dari Akademi Ilmu Pengetahuan China menyadari konversi frekuensi yang efisien dalam mikroresonator melalui proses jumlah frekuensi yang merosot, dan mencapai konversi frekuensi lintas pita dan amplifikasi sinyal yang dikonversi melalui pengamatan efek optik nonlinier bertingkat di dalam mikroresonator. Studi ini dipublikasikan di Physics Review Letters.

Peneliti menyadari konversi frekuensi efisiensi tinggi pada chip fotonik terintegrasi

Hefei, Cina | Diposting pada 23 April 2021

Proses konversi frekuensi koheren memiliki aplikasi yang luas di bidang informasi klasik dan kuantum seperti komunikasi, deteksi, penginderaan, dan pencitraan. Sebagai jembatan yang menghubungkan gelombang gelombang antara telekomunikasi serat dan transisi atom, konversi frekuensi yang koheren adalah antarmuka yang diperlukan untuk komputasi kuantum terdistribusi dan jaringan kuantum.

Chip fotonik nonlinier terintegrasi menonjol karena kemajuan teknologinya yang signifikan untuk meningkatkan efek optik nonlinier dengan mikroresonator meningkatkan interaksi materi cahaya, bersama dengan keuntungan lain seperti ukuran kecil, skalabilitas besar, dan konsumsi energi rendah. Ini membuat chip fotonik nonlinier terintegrasi menjadi platform penting untuk menyamarkan frekuensi optik secara efisien dan mewujudkan efek optik nonlinier lainnya.

Namun, konversi frekuensi koheren dengan resonansi yang ditingkatkan pada chip memerlukan beberapa (tiga atau lebih) mode kondisi pencocokan fase di antara panjang gelombang yang berbeda, yang memberikan tantangan signifikan pada desain, fabrikasi, dan modulasi perangkat. Khususnya dalam penerapan spektroskopi atom dan molekuler, kesalahan intrinsik yang dibawa oleh teknik fabrikasi nanofabrikasi chip fotonik nonlinier terintegrasi membuat frekuensi resonansi mikroresonator sulit untuk menyamai frekuensi transisi atom.

Para peneliti dalam studi ini mengusulkan skema baru untuk konversi frekuensi koheren efisiensi tinggi yang hanya membutuhkan kondisi pencocokan fase dua mode melalui proses frekuensi jumlah yang merosot. Mereka mencapai penyetelan jendela frekuensi (FW) yang tepat: penyetelan kasar dengan menyesuaikan suhu perangkat dengan rentang penyetelan 100 GHz; fine tuning dengan level MHz berdasarkan pekerjaan sebelumnya dari semua kontrol termal optik dalam microcavity terintegrasi.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa efisiensi terbaik yang dicapai adalah hingga 42% selama konversi nomor foton dari panjang gelombang lebar 1560 nm menjadi lebar 780 nm, yang menunjukkan frekuensi tuning bandwidth lebih dari 250GHz. Ini memenuhi interkoneksi foton telekomunikasi dan atom rubidium (Rb).

Selain itu, para peneliti secara eksperimental memverifikasi cascaded χ (2) dan efek optik nonlinier Kerr di dalam mikroresonator tunggal untuk memperkuat sinyal yang diubah, yang sebelumnya diabaikan. Dengan demikian, efisiensi konversi tertinggi berpotensi mencapai lebih dari 100% melalui penyesuaian parameter fabrikasi perangkat, memenuhi sinyal yang dikonversi dan diperkuat secara bersamaan.

Studi ini memberikan cara baru untuk konversi frekuensi pada chip yang efisien, yang sangat penting untuk pemrosesan informasi kuantum pada chip.

####

Untuk informasi lebih lanjut, silakan klik di sini

Kontak:
Jane FAN Qiong
+86 551 636

Hak Cipta © Universitas Sains dan Teknologi Cina (USTC)

Jika Anda punya komentar, silakan Kontak kita.

Penerbit rilis berita, bukan 7th Wave, Inc. atau Nanotechnology Now, semata-mata bertanggung jawab atas keakuratan konten.

Bookmark: