震動光的裝置是光子學的突破口

2019-06-12 20:44:07

利用電子設備控制光的能力是高級光子學的關鍵部分,高級光子學領域的應用包括電信和精確計時。但是,可用光學材料的限制阻礙了實現更高效率的努力。

不過,耶魯大學的研究人員已開發出一種結合機械振動和光學場的裝置,以更好地控制光粒子。該器件已經證明了在微波頻率下驅動的納米力學能夠實現光子的有效片上整形。由Hong Tang,Llewellyn West Jones,Jr。電氣工程,應用物理和物理學教授帶領,他們的工作成果發表在 Nature Photonics上。

目前,操縱光子頻率的最常用技術是所謂的非線性光學效應,其中強激光基本上充當泵,通過提供額外的光子與原始光子混合來控制信號光子的顏色和脈沖形狀。 。然而,效果很弱,因此該過程需要非常強的激光,這會產生“噪聲” - 某些量子特性的損失。

為了突破這些限制,耶魯大學的研究人員創造了一種由一系列波導組成的裝置 - 微波導向的結構。光和微波通過該裝置發送,并且光通過交替的懸掛和夾緊波導在單個芯片上進行。這產生了對應于微波的正面和負面效果,微波總是具有正面和負面的成分。每個波導中的光線螺旋形以延長相互作用并使效率最大化。

“調制越深越好,”唐說,“你可以更好地控制光子。”

機械振動調制每個懸掛的波導螺旋中的光學相位。機械振動基本上“震動”光子,將它們分散,就好像它們是沙粒一樣。這會累積產生所謂的深度相位調制。

此前,唐實驗室已經創建了一個單波導設備。使用這種新器件,交替的正負波導可顯著提高效率。