利用電子設(shè)備控制光的能力是高級光子學(xué)的關(guān)鍵部分,高級光子學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用包括電信和精確計(jì)時(shí)。但是,可用光學(xué)材料的限制阻礙了實(shí)現(xiàn)更高效率的努力。
不過,耶魯大學(xué)的研究人員已開發(fā)出一種結(jié)合機(jī)械振動(dòng)和光學(xué)場的裝置,以更好地控制光粒子。該器件已經(jīng)證明了在微波頻率下驅(qū)動(dòng)的納米力學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)光子的有效片上整形。由Hong Tang,Llewellyn West Jones,Jr。電氣工程,應(yīng)用物理和物理學(xué)教授帶領(lǐng),他們的工作成果發(fā)表在 Nature Photonics上。
目前,操縱光子頻率的最常用技術(shù)是所謂的非線性光學(xué)效應(yīng),其中強(qiáng)激光基本上充當(dāng)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(qiáng)的激光,這會產(chǎn)生“噪聲” - 某些量子特性的損失。
為了突破這些限制,耶魯大學(xué)的研究人員創(chuàng)造了一種由一系列波導(dǎo)組成的裝置 - 微波導(dǎo)向的結(jié)構(gòu)。光和微波通過該裝置發(fā)送,并且光通過交替的懸掛和夾緊波導(dǎo)在單個(gè)芯片上進(jìn)行。這產(chǎn)生了對應(yīng)于微波的正面和負(fù)面效果,微波總是具有正面和負(fù)面的成分。每個(gè)波導(dǎo)中的光線螺旋形以延長相互作用并使效率最大化。
“調(diào)制越深越好,”唐說,“你可以更好地控制光子。”
機(jī)械振動(dòng)調(diào)制每個(gè)懸掛的波導(dǎo)螺旋中的光學(xué)相位。機(jī)械振動(dòng)基本上“震動(dòng)”光子,將它們分散,就好像它們是沙粒一樣。這會累積產(chǎn)生所謂的深度相位調(diào)制。
此前,唐實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)單波導(dǎo)設(shè)備。使用這種新器件,交替的正負(fù)波導(dǎo)可顯著提高效率。