Le schéma du circulateur optomécanique et de l'amplificateur directionnel conçu par le groupe de recherche. Crédit :SHEN Zhen
L'USTC Microcavity Research Group du Key Laboratory of Quantum Information a mis au point un système à 4 ports, dispositif photonique multifonctionnel non réciproque à commande entièrement optique basé sur un résonateur optomécanique sans champ magnétique. Cette réalisation est publiée dans Communication Nature .
La lumière a une réciprocité de transmission bidirectionnelle dans les matériaux diélectriques courants. Briser cette réciprocité dans le sens de la transmission de la lumière est d'une grande importance dans le traitement de l'information classique et quantique. Circulateurs optiques, les isolateurs et les amplificateurs directionnels sont des exemples de dispositifs non réciproques. Pourtant, les dispositifs optiques non réciproques les plus courants sont basés sur des effets Faraday utilisant des matériaux magnéto-optiques, qui sont difficiles à intégrer sur puce. Par conséquent, dans les années récentes, l'intérêt s'est accru pour la réalisation sur puce, dispositifs tout optiques non réciproques.
En 2016, Le groupe de DONG Chunhua a démontré expérimentalement la non-réciprocité induite de manière optomécanique dans une microcavité en mode galerie de chuchotement. Sur cette base, le groupe a utilisé une seule cavité couplée à deux guides d'ondes pour mettre en œuvre un dispositif photonique polyvalent en quatre parties, y compris les fonctions de filtre à bande étroite, Circulateur optique 4 ports et amplificateur directionnel. Le mode de fonctionnement peut être commuté arbitrairement en changeant le voyant de contrôle.
Pour le circulateur, le signal lumineux incident des ports 1, 2, 3 et 4, sorties des ports 2, 3, 4 et 1, respectivement, constituant une trajectoire circulaire 1-2-3-4-1. Lorsque vous vous concentrez uniquement sur les ports 1 et 2, c'est aussi un isolateur optique efficace; pour amplificateurs directionnels, le signal lumineux incident du port 1 est amplifié et sort du port 2, pas l'inverse. Ainsi dans le sens 1-2 a une amplification directionnelle. Le dispositif démontré peut même réaliser des circulateurs optiques à niveau de photon unique et peut être généralisé aux circuits micro-ondes et acoustiques.
