Экспериментальный чип преодолел разрыв между светом и электричеством

В Гарвардской школе инженерных и прикладных наук (SEAS) разработали платформу интегральной фотоники, которая позволяет сохранять свет и электрическим способом изменять его частоту (цвет).

«Многие приложения квантовой фотоники и классической оптики требуют трудноосуществимого сдвига оптических частот. Мы показали, что не только можем контролируемо изменять частоту, но, используя эту новую способность, также сохранять и извлекать свет по требованию, что раньше было невозможно», – заявил Миань Чжан (Mian Zhang), первый автор статьи об этом исследовании в журнале Nature Photonics. Сейчас Чжан возглавляет учреждённый Гарвардом стартап HyperLight.

Основу новой платформы составляют созданные в SEAS ранее высокопроизводительные оптические нановолноводы из ниобата лития. Этот материал обладает высокой электро-оптической нелинейностью и низким коэффициентом оптических потерь, благодаря чему и стал возможен точный динамический контроль частоты и фазы света в экспериментальной программируемой системе на чипе.

По мнению авторов, эта разработка приведёт к созданию программируемых фильтров для обработки оптических и микроволновых сигналов с приложениями в радиоастрономии, в радиолокационных технологиях и в многих других областях.

«Энергии микроволновых и оптических фотонов различаются на пять порядков, но наша система могла бы преодолеть этот разрыв почти с 100% эффективностью, по одному фотону за один раз, – считает руководитель исследования, профессор Марко Лонкар (Marko Loncar). – Это позволило бы реализовать квантовое облако – распределённую сеть квантовых компьютеров, связанных через безопасные оптические каналы коммуникаций».