震动光的装置是光子学的突破口

2019-06-12 20:44:07

利用电子设备控制光的能力是高级光子学的关键部分,高级光子学领域的应用包括电信和精确计时。但是,可用光学材料的限制阻碍了实现更高效率的努力。

不过,耶鲁大学的研究人员已开发出一种结合机械振动和光学场的装置,以更好地控制光粒子。该器件已经证明了在微波频率下驱动的纳米力学能够实现光子的有效片上整形。由Hong Tang,Llewellyn West Jones,Jr。电气工程,应用物理和物理学教授带领,他们的工作成果发表在 Nature Photonics上。

目前,操纵光子频率的最常用技术是所谓的非线性光学效应,其中强激光基本上充当泵,通过提供额外的光子与原始光子混合来控制信号光子的颜色和脉冲形状。 。然而,效果很弱,因此该过程需要非常强的激光,这会产生“噪声” - 某些量子特性的损失。

为了突破这些限制,耶鲁大学的研究人员创造了一种由一系列波导组成的装置 - 微波导向的结构。光和微波通过该装置发送,并且光通过交替的悬挂和夹紧波导在单个芯片上进行。这产生了对应于微波的正面和负面效果,微波总是具有正面和负面的成分。每个波导中的光线螺旋形以延长相互作用并使效率最大化。

“调制越深越好,”唐说,“你可以更好地控制光子。”

机械振动调制每个悬挂的波导螺旋中的光学相位。机械振动基本上“震动”光子,将它们分散,就好像它们是沙粒一样。这会累积产生所谓的深度相位调制。

此前,唐实验室已经创建了一个单波导设备。使用这种新器件,交替的正负波导可显着提高效率。