La bande térahertz est une bande intermédiaire entre les micro-ondes et l'infrarouge et a montré un grand potentiel d'application dans de nombreux domaines d'information de pointe tels que les communications 6G. La photonique térahertz à base de silicium présente de nombreux avantages tels qu'une efficacité de transmission élevée et constitue une plate-forme efficace pour réaliser des dispositifs térahertz.
Cependant, la manière de mettre en œuvre des dispositifs dotés de fonctions plus riches dans la bande térahertz ou d'étendre les capacités de contrôle des appareils reste un sujet de recherche brûlant dans le domaine de la photonique intégrée térahertz.
Dans une étude publiée dans la revue National Science Review , les chercheurs ont proposé une méthode de conception de puces basée sur la régulation du couplage topologique intercouche. Cette méthode utilise la force de couplage intercouche du cristal photonique de la vallée bicouche pour réguler l'hamiltonien du système photonique topologique bicouche :
H =HT + HB + HTB
Où HT et HB représentent respectivement l'hamiltonien du réseau photonique supérieur et inférieur, tandis que HTB est utilisé pour décrire l'hamiltonien généré en raison du couplage intercouche.
En régulant la distance entre les couches, le système peut être efficacement contrôlé pour être dans un état couplé ou un état découplé, et l'hamiltonien de couplage intercouche HTB peut être ajusté pour contrôler les transitions de phase topologiques du système photonique. En raison de la correspondance globale des bords, les états de bord topologiques avant et après la transition de phase peuvent être distribués dans différents chemins spatiaux.
Afin de vérifier la valeur potentielle de l'application de la solution technique dans les communications de nouvelle génération, l'équipe de recherche a mené des tests pertinents sur les performances de communication térahertz de la puce. La puce de multiplexage atteint une transmission de signal 16-QAM de 10 Gbit/s et 12 Gbit/s sur deux canaux commutables de 120 GHz et 130 GHz respectivement, avec des bandes passantes disponibles de 2,5 GHz et 3 GHz respectivement.
Ce travail enrichit les méthodes de manipulation des canaux térahertz sur puce, favorise davantage l'application de la photonique topologique dans les systèmes et dispositifs de communication avancés et peut inspirer des mécanismes et phénomènes physiques plus nouveaux dans les systèmes topologiques bicouches et multicouches.
Plus d'informations : Hang Ren et al, Puce de multiplexage flexible Terahertz activée par des transitions de phase topologiques synthétiques, National Science Review (2024). DOI : 10.1093/nsr/nwae116
Fourni par Science China Press
