Los investigadores están logrando una conversión de frecuencia de alta eficiencia en un chip óptico integrado

Un equipo dirigido por el profesor GUO Guangcan y el profesor ZOU Changling de la Universidad China de Ciencia y Tecnología de la Academia China de Ciencias logró una conversión de frecuencia efectiva en microsonadores a través de un proceso de frecuencia de suma degradado, y logró la conversión de frecuencia de banda cruzada y la amplificación de la señal transformada observando los sucesivos efectos ópticos no lineales dentro del microsonitor. El estudio fue publicado en Cartas de revisión física.

Vacilación coherente Traslados El proceso tiene amplias aplicaciones en los campos de la información clásica y cuantitativa, como la comunicación, la detección, la detección y la formación de imágenes. Como puente que conecta las bandas de ondas entre la comunicación por fibra y la transmisión atómica, la conversión de frecuencia coherente es una interfaz necesaria para la computación cuántica distribuida y las redes cuánticas.

El chip óptico no lineal integrado destaca por los grandes avances tecnológicos en mejora Efectos visuales no lineales Mejorando el microrresonador para la interacción del fotomaterial, junto con otras ventajas como tamaño pequeño, gran escalabilidad y bajo consumo de energía. Estos chips ópticos integrados no lineales constituyen una plataforma importante para el enmascaramiento de frecuencia óptica eficiente y para lograr otros efectos ópticos no lineales.

Sin embargo, la conversión de frecuencia coherente mejorada por resonancia en el chip requiere múltiples modos (tres o más) para condicionar la coincidencia de fase entre distintas longitudes de onda, lo que plantea desafíos importantes para el diseño, fabricación y modificación de instrumentos. Especialmente en la aplicación de espectroscopía atómica y molecular, el error intrínseco causado por la técnica de nanofabricación de chips ópticos no lineales integrados hace que sea difícil hacer coincidir la frecuencia de resonancia del microsonor con la frecuencia de transición atómica.

En este estudio, los investigadores propusieron un nuevo esquema de cambio de frecuencia coherente de alta eficiencia que requiere solo un caso de coincidencia de fase bimodal a través de un proceso de frecuencia de suma degradada. Han logrado un ajuste de ventana de frecuencia fina (FW): ajuste grueso ajustando la temperatura de la máquina con un rango de ajuste de 100GHz; Ajuste fino del nivel de MHz basado en trabajos previos de control térmico totalmente óptico en un espacio fino integrado.

Los resultados mostraron que la mejor eficiencia alcanzada fue tan alta como 42% al convertir el número de fotones de un ancho de 1560 nm a una longitud de onda de 780 nm, lo que indica un ancho de banda de sintonización de frecuencia de más de 250 GHz. Esto satisface el enlace entre los fotones de comunicación y los átomos de rubidio (Rb).

Además, los investigadores investigaron experimentalmente efectos ópticos no lineales (2) y de Kerr en cascada dentro de un solo microsonor para amplificar la señal transformada, que anteriormente se había descuidado. Por lo tanto, la mayor eficiencia de conversión posible fue lograr más del 100% ajustando los parámetros de fabricación del instrumento, realizando conversión y amplificación de señal simultáneas.

Este estudio proporciona un método novedoso para el cambio de frecuencia eficiente en el chip, que es muy importante para procesar información cuántica en el chip.

Proporcionado por la Universidad China de Ciencia y Tecnología