Фотонный чип смог преобразовать волны с высокой эффективностью
Для передачи и обработки информации важно уметь изменять частоту сигнала. Новый фотонный чип может легко справиться с этой задачей при помощи нелинейных оптических эффектов
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.
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.
