นักวิจัยตระหนักถึงการแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพสูงบนชิปโฟโตนิกในตัว

เผยแพร่ซ้ำโดยเพลโต

ผู้ติดตาม: 0

หน้าแรก > ข่าวประชา > นักวิจัยตระหนักถึงการแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพสูงบนชิปโฟโตนิกในตัว integrated

นามธรรม:
ทีมงานที่นำโดย Prof. GUO Guangcan และ Prof. ZOU Changling จากมหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีนของ Chinese Academy of Sciences ได้ตระหนักถึงการแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพในไมโครเรโซเนเตอร์ผ่านกระบวนการความถี่รวมที่เสื่อมลง และประสบความสำเร็จในการแปลงความถี่ข้ามแบนด์และ การขยายสัญญาณที่แปลงแล้วผ่านการสังเกตเอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นที่เรียงซ้อนกันภายในไมโครเรโซเนเตอร์ การศึกษาถูกตีพิมพ์ใน Physics Review Letters

นักวิจัยตระหนักถึงการแปลงความถี่ที่มีประสิทธิภาพสูงบนชิปโฟโตนิกในตัว

เหอเฟย ประเทศจีน | โพสต์เมื่อ 23 เมษายน 2021

กระบวนการแปลงความถี่ที่สอดคล้องกันมีการใช้งานอย่างกว้างขวางในด้านข้อมูลคลาสสิกและควอนตัม เช่น การสื่อสาร การตรวจจับ การตรวจจับ และการสร้างภาพ ในฐานะที่เป็นสะพานเชื่อมคลื่นความถี่ระหว่างการสื่อสารโทรคมนาคมแบบไฟเบอร์และการเปลี่ยนผ่านของอะตอม การแปลงความถี่ที่สอดคล้องกันเป็นอินเทอร์เฟซที่จำเป็นสำหรับการคำนวณควอนตัมแบบกระจายและเครือข่ายควอนตัม

ชิปโฟโตนิกที่ไม่เป็นเชิงเส้นในตัวมีความโดดเด่นเนื่องจากมีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีที่สำคัญในการปรับปรุงเอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นโดยไมโครเรโซเนเตอร์ที่เสริมการโต้ตอบของสสารแสง พร้อมกับข้อดีอื่นๆ เช่น ขนาดเล็ก ความสามารถในการปรับขนาดที่ยอดเยี่ยม และการใช้พลังงานต่ำ สิ่งเหล่านี้ทำให้ชิปโฟโตนิกไม่เชิงเส้นแบบบูรณาการเป็นแพลตฟอร์มที่สำคัญในการตรวจจับความถี่ออปติคัลอย่างมีประสิทธิภาพและรับรู้เอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นอื่น ๆ

อย่างไรก็ตาม การแปลงความถี่ที่สอดคล้องกันที่เพิ่มเรโซแนนซ์ด้วยเรโซแนนซ์บนชิปต้องใช้โหมดหลาย (สามหรือมากกว่า) ของเงื่อนไขการจับคู่เฟสระหว่างความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน ซึ่งทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากต่อการออกแบบ การประดิษฐ์ และการมอดูเลตของอุปกรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการประยุกต์ใช้อะตอมมิกและโมเลกุลสเปกโตรสโคปี ข้อผิดพลาดที่แท้จริงที่เกิดจากเทคนิคนาโนแฟบริเคชั่นของชิปโฟโตนิกแบบไม่เชิงเส้นแบบบูรณาการทำให้ความถี่เรโซแนนซ์ของไมโครเรโซเนเตอร์ยากต่อความถี่ในการเปลี่ยนผ่านของอะตอม

นักวิจัยในการศึกษานี้เสนอรูปแบบใหม่สำหรับการแปลงความถี่ที่สอดคล้องกันที่มีประสิทธิภาพสูงซึ่งต้องการเพียงเงื่อนไขการจับคู่เฟสสองโหมดผ่านกระบวนการความถี่รวมที่เสื่อมลง พวกเขาประสบความสำเร็จในการปรับช่องความถี่ (FW) ที่แม่นยำ: การจูนแบบหยาบโดยการปรับอุณหภูมิของอุปกรณ์ด้วยช่วงการจูนที่ 100 GHz; การปรับอย่างละเอียดด้วยระดับ MHz ตามงานก่อนหน้าของการควบคุมความร้อนแบบออปติคัลทั้งหมดใน microcavity ในตัว

ผลการวิจัยพบว่าประสิทธิภาพที่บรรลุได้ดีที่สุดถึง 42% ระหว่างการแปลงเลขโฟตอนจากความยาวคลื่นกว้าง 1560 นาโนเมตรเป็นความยาวคลื่นกว้าง 780 นาโนเมตร ซึ่งบ่งชี้ถึงแบนด์วิดท์การปรับความถี่ที่มากกว่า 250GHz สิ่งนี้พึงพอใจในการเชื่อมต่อระหว่างโฟตอนโทรคมนาคมและอะตอมรูบิเดียม (Rb)

นอกจากนี้ นักวิจัยได้ทดลองตรวจสอบการเรียงซ้อน χ (2) และเอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นของเคอร์ภายในไมโครเรโซเนเตอร์ตัวเดียวเพื่อขยายสัญญาณที่แปลงแล้ว ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกละเลย ดังนั้นประสิทธิภาพการแปลงสูงสุดจึงมีศักยภาพที่จะบรรลุมากกว่า 100% โดยการปรับพารามิเตอร์การผลิตอุปกรณ์ ตอบสนองสัญญาณที่แปลงและขยายพร้อมกัน

การศึกษานี้เป็นแนวทางใหม่ในการแปลงความถี่บนชิปที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประมวลผลข้อมูลควอนตัมบนชิป

####

สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมกรุณาคลิก โปรดคลิกที่นี่เพื่ออ่านรายละเอียดเพิ่มเติม

ติดต่อ:
เจน ฟาน ฉง
86-551-636-07280

ลิขสิทธิ์ © มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งประเทศจีน (USTC)

หากคุณมีความคิดเห็นโปรด ติดต่อ เรา

ผู้ออกข่าวประชาสัมพันธ์ไม่ใช่ 7th Wave, Inc. หรือ Nanotechnology Now มีหน้าที่รับผิดชอบต่อความถูกต้องของเนื้อหา แต่เพียงผู้เดียว

บุ๊คมาร์ค: