政策资讯协会

“光控制光”,只要指甲盖大小的地方就成

来源:clp_oj    发布时间:2018-12-07 21:38:49

电磁诱导透明(EIT)为实现光控制光提供了重要手段,这正是全光控制及量子信息处理中所梦寐以求的。人们利用EIT效应已经实现了慢光(甚至停光)、全光开关、光存储等,从而为量子物理及信息科学提供了一个无限的平台。虽然EIT的意义毫无疑问,但在实际应用过程中,受其苛刻的实验条件限制,其整个实验装置往往非常复杂和庞大。小型化乃至片上集成成为它在实际应用中所面临的重要挑战。

近年来,人们发现耦合微腔系统、光子晶体及等离子超颖材料等可以通过经典光学的途径实现类似EIT的透射特性。其中回音壁模式(WGM)光学微腔之间的耦合可以在微米级尺度上对系统的透射谱线实现同样的调制,使得利用耦合光学微腔实现类EIT效应变得火热。在光学微腔芯片上实现类EIT现象,极大地简化了实现这一效应的系统,从而有望得到广泛应用。

近期,上海交通大学万文杰课题组与陈险峰课题组提出了利用单个光学微腔中不同回音壁模式之间的非线性耦合实现类EIT效应的新思路,并在实验上验证了一种光诱导透明(OIT)的新方法。其研究为实现片上全光控制提供了新的方案,相关工作发表在Light:Science & Applications [5, e16072 (2016)]上。

图1:光学微腔中的光诱导透明原理示意图  (a)信号光波长与微腔谐振时无法通过耦合光纤;(b)通过控制光打开透射谱,使得信号光可以通过耦合光纤;(c)球型微腔实物照片,内嵌图为实验中的光纤与微腔耦合系统。

他们利用熔融单模光纤尖端形成的球型光腔与拉锥光纤形成的耦合系统演示了这一新原理,其原理示意图如图1所示。当注入的信号光波长与微腔谐振时,信号光耦合进入微腔而无法通过耦合光纤,系统对信号光呈现OFF状态(图1a);通过注入控制光(抽运光)调制信号光透射谱线,产生OIT效应,信号光透射谱线受到调制,使得信号光可以通过耦合光纤,此时系统对信号光呈现ON状态(图1b)。其核心是通过光学四波混频的方法引入参量增益,使得间隔数个自由光谱范围(FSR)的两个不同频率回音壁模式(信号光和闲置光)产生相互耦合,模拟耦合微腔系统利用经典光学方法实现类EIT透射特性的途径。这一方案的好处是可以在设定的谐振波长处实现想要的类EIT效果,并且耦合的强弱可以通过抽运光的强度控制,从而对应用更有实际价值。

他们所提出的OIT的方法,与传统EIT及其它在耦合腔中实现类EIT的方法相比,具有全光的特点,即可以通过全光的方法实现效应的开关切换及控制,只要通过开关抽运光即可实现OIT的切换。同时信号光在这一系统中的传输还具有非对易性(Non-reciprocity),这一效果类似“光学二极管”,即信号光只能沿着抽运光的方向通过,反向则不透明。OIT这些特性为模拟原子量子干涉效应提供了简便的方法,同时也为片上全光控制提供了一种新的方案,并在芯片上实现光隔离、全光开关及波长转换等领域有所应用。

 

相关论文见


欢迎您将自己或他人的优秀成果及时推荐给我们!

联系人: 胡冰  联系电话: 021-69918427  E-mail: hubing@siom.ac.cn 


2016中国光学重要成果推荐】:





最前沿的光学成果;
最新鲜的光学活动;
敬请关注“中国激光”  
微信公众号。




协会简介

  政策资讯协会是由民间人士依据相关法律自发组织成立的一个公益性组织,协会提供各个地区的相关政策及政府动态。

组织机构

待定

协会宗旨

  协会致力于向各地民众提供当地政府出台的相关政策,使得民众更加关心国家政策。