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Updated: Oct 12, 2025
06:42
Generation and Coherent Control of Pulsed Quantum Frequency Combs
Published on: June 8, 2018
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Cambiadores de frecuencia electroópticos y divisores de haz integrados en el chip
Yaowen Hu1,2, Mengjie Yu1, Di Zhu1
1John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, Cambridge, MA, USA.
Nature
|November 25, 2021
Resumen
Los investigadores desarrollaron nuevos dispositivos electro-ópticos para el desplazamiento eficiente de la frecuencia de gigahertz y la división del haz. Estos dispositivos en miniatura utilizan nanofotónica de niobato de litio y logran una alta eficiencia de conversión, lo que permite aplicaciones en computación cuántica y comunicaciones ópticas.
Área de la Ciencia:
- Fotónica y nanotecnología
- Ciencia de la información cuántica
- Física aplicada
Sus antecedentes:
- El desplazamiento de frecuencia eficiente a escala de gigahertz y la división del haz son cruciales para la física atómica, la fotónica de microondas, la comunicación óptica y la computación cuántica fotónica.
- Los métodos existentes a menudo sufren de baja eficiencia, rangos de frecuencia limitados, voluminosidad o falta de bidireccionalidad, lo que dificulta la escalabilidad y la aplicación práctica.
Objetivo del estudio:
- Para demostrar nuevos cambiadores de frecuencia electro-ópticos y divisores de haz utilizando el control continuo de microondas.
- Para lograr una alta eficiencia, baja pérdida y ajustabilidad en dispositivos fotónicos escalables en miniatura.
Principales métodos:
- Densidad de modo óptico de ingeniería y acoplamiento en guías de onda y resonadores de niobato de litio de pérdida ultrabaja.
- Utilizando estructuras de anillo-resonador acopladas para la modulación electro-óptica.
- Implementación de esquemas de desplazamiento de frecuencia en cascada.
Principales resultados:
- Cambio de frecuencia alcanzado en la escala de gigahertz hasta 28 GHz con una eficiencia de conversión en el chip de ~90%.
- Se ha demostrado la división bidireccional del haz en el dominio de la frecuencia.
- Mostró el intercambio de información sin bloqueo entre canales de frecuencia.
- Se ha implementado con éxito el desplazamiento en cascada para un desplazamiento de 119,2 GHz utilizando una señal de microondas de 29,8 GHz.
Conclusiones:
- Los dispositivos nanofotónicos de niobato de litio desarrollados ofrecen una solución altamente eficiente y escalable para la manipulación de frecuencias.
- Estos dispositivos sirven como bloques de construcción potenciales para procesadores de información clásicos avanzados y computadoras cuánticas fotónicas.
- Las capacidades demostradas abren nuevas vías para el procesamiento de señales ópticas de alta velocidad y las aplicaciones de información cuántica.
