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Onde di conversione del chip fotonico ad alta efficienza

27.04.2021

Scienziati americani hanno creato un chip fotonico in grado di modificare efficacemente la frequenza del segnale in ingresso e di amplificarlo in uscita utilizzando effetti ottici non lineari.

La conversione di frequenza coerente ha molte applicazioni nel campo della trasmissione, visualizzazione e rilevamento di informazioni classiche e quantistiche. Questo processo è cruciale per la connessione tra dispositivi classici e quantistici: di conseguenza, la frequenza del segnale cambia, ma la fase iniziale e l'inviluppo dell'onda rimangono gli stessi.

Gli autori del nuovo studio hanno creato chip fotonici in grado di convertire in modo efficiente le frequenze in ingresso utilizzando effetti ottici non lineari. I dispositivi fotonici sono stati scelti per un motivo: consumano poca energia, si adattano bene e hanno dimensioni ridotte. Inoltre, in tali chip sono possibili effetti ottici che non sono disponibili per altre piattaforme.

I fisici hanno presentato un nuovo circuito per la conversione di frequenza altamente efficiente su un chip fotonico. Durante la generazione della frequenza somma, un processo ottico non lineare in grado di convertire la frequenza del segnale in ingresso, il dispositivo utilizza solo la condizione di adattamento di fase per le due modalità. Ciò aumenta notevolmente la velocità e riduce la complessità del processo.

Gli esperimenti hanno dimostrato che è stata osservata la massima efficienza per convertire un segnale con una frequenza di 1560 nanometri in un'onda con una frequenza di 780 nanometri. Il tasso di efficienza era del 42%, superiore a quello di molti dispositivi moderni. Creando effetti ottici a cascata nel chip, gli autori sono stati in grado di aumentare questo valore fino a quasi il 100%.

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