Преобразование когерентных частот имеет множество приложений в области передачи классической и квантовой информации, визуализации и детекции. Этот процесс имеет решающее значение для соединения между классическими и квантовыми устройствами — в результате него изменяется частота сигнала, но начальная фаза и огибающая волны остаются теми же.
Фотонный чип смог преобразовать волны с высокой эффективностью
Исследователи создали фотонный чип, способный при помощи нелинейных оптических эффектов эффективно изменять частоту входящего сигнала и усиливать его на выходе.
CC0 Public Domain
Для передачи и обработки информации важно уметь изменять частоту сигнала. Новый фотонный чип может легко справиться с этой задачей при помощи нелинейных оптических эффектов
Авторы нового исследования создали фотонные чипы, которые способны эффективно преобразовывать входящие частоты при помощи нелинейных оптических эффектов. Фотонные устройства были выбраны не просто так — они потребляют мало энергии, хорошо масштабируются и имеют небольшой размер. К тому же, в таких чипах возможны оптические эффекты, недоступные для других платформ.
Физики представили новую схему для высокоэффективного преобразования частот на фотонном чипе. При генерации суммарной частоты — нелинейного оптического процесса, в результате которого можно преобразовать частоту входящего сигнала — устройство использует только условие согласования фаз для двух мод. Это существенно увеличивает скорость и уменьшает сложность процесса.
Эксперименты показали, что самая высокая эффективность наблюдалась для преобразования сигнала с частотой 1560 нанометров в волну с частотой 780 нанометров. Показатель эффективности составил 42% — выше, чем для многих современных устройств. Создав в чипе каскадные оптические эффекты, авторы смогли увеличить это значение практически до 100%.
По материалам Physical Review Letters.