| 집적광학칩에서 고효율 광자 주파수 변환 달성 | ||
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  중국과학기술대학교 Guo Guangcan(郭光燦) 원사 연구팀의 Zou Changling(鄒長鈴) 등은 집적광학칩에서 미세공동 축퇴모드에 기반한 고효율 광자 주파수 변환을 달성하고 미세공동 내의 캐스캐이드 비선형 광학 효과를 연구하여 크로스밴드의 주파수 변환 및 확대를 달성했다. 해당 연구 성과는 국제학술지 “Physical Review Letters”에 게재되었다. 코히런트 광학 주파수 변환은 고전 및 양자정보 분야에서 널리 응용된다. 집적광학칩의 미세공동은 빛과 물질의 상호작용 및 비선형 광학 효과를 향상시킬 수 있다. 아울러, 체적이 작고, 확장 가능성이 크며, 에너지 소모가 적은 등 장점을 보유하여 고효율 광학 주파수 변환 및 기타 비선형 광학 효과를위한 중요한 플랫폼이다. 칩에서 공동 증강의 주파수 변환 과정을 달성하려면 3개 이상 또는 더 많은 광학 모드의 위상 매칭을 충족시켜야 하므로 소자 설계, 가공 및 제어에 대한 요구사항이 매우 까다롭다. 특히 원자분자 분광기 관련 응용에서 집적광학칩의 마이크로나노 가공 기술로 인한 오차로 미세공동 공진 주파수를 원자 전이선과 일치시키는 것이 거의 불가능하다. 연구팀은 단 두 개의 광학 모드로 고효율 코히런트 주파수 변환을 달성할 수 있는 새로운 축퇴와 주파수 효과를 제안했다. 칩 기판 온도를 제어하여 주파수 변환 매칭 윈도우 폭 조절을 달성함으로써 범위가 100GHz에 달하는 작동 파장 정밀 조정을 달성했다. 또한, 기존의 광유발 미세공동 가열 효과 관련 연구에 기반하여 메가헤르츠급 정밀 조절을 달성했다. 실험에서 달성한 1,560나노미터에서 780나노미터 파장의 광자수 변환 효율은 최대 42%에 달하고, 주파수 대역폭은 250기가헤르츠에 달했다. 해당 연구의 새로운 고효율 온칩 주파수 변환 방법은 양자 정보 처리에 아주 중요하다. 정보출처 : http://www.cas.cn/cm/202104/t20210412_4784350.shtml |
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