【48812】【安徽科技报】中科大在集成光学芯片范畴取得新进展

  本报讯（安徽科技报全媒体记者张朝辉）日前，中国科学技术大学郭光灿院士团队在集成光学芯片范畴取得新进展。该团队邹长铃研讨组在集成光子芯片上完成了根据微腔简并形式的高效光子频率转化，并进一步探求了微腔内的级联非线性光学效应，完成跨波段的频率转化和扩大。

  相干光学频率转化在经典和量子信息范畴都有广泛的使用，如通讯、勘探、传感、成像，一起也是衔接光纤通讯波段和各种原子的跃迁波段的东西，对分布式量子核算和量子网络而言更是不可或缺的接口。集成光子芯片上微腔能加强光和物质相互作用，能进步非线性光学效应，一起还具有体积小、可扩展性高、能耗小等长处，是完成高功率光学频率转化和其他非线性光学效应的重要渠道。

  但是，在芯片上完成腔增强的频率转化进程，需求满意三个或更多光学形式的相位匹配，这关于器材的规划、加工和调控提出了十分严苛的要求。特别是针关于原子分子光谱相关的使用中，集成光子芯片的微纳加工工艺带来的差错使得微腔的共振频率与原子的跃迁线简直不或许完成匹配。为此，研讨组提出了一种新颖的简并和频效应，仅需求两个光学形式就能轻松完成高功率的相干频率转化。而且，他们还完成了作业波长的准确调控：通过操控芯片基底温度完成了频率转化匹配窗口的粗调，规模可达100 GHz；根据前期光致微腔加热效应的相关作业，完成了MHz量级的精密调控。

  试验中，完成的1560纳米到780纳米波长的光子数转化功率最高可达42%，频率带宽可达250GHz，可以彻底满意后续通讯波段光子与Rb原子互联的需求。研讨组进一步从理论动身，考虑了微腔内的克尔效应以及级联二阶非线性光学效应，发现形式简并频率转化的信号还有或许取得必定的增益，这在之前的光学相干频率转化的研讨中被忽略了。他们试验上验证了这一重要的物理现象，并预言可以终究靠对芯片的工艺参数的进一步调控完成功率超越100%的频率转化，一起完成信号的转化和扩大。