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AMOLF研发无磁光环行器

导读: 环形器对光通信中的光路由非常重要。但是,它们通常需要厘米级磁体,而这些磁体难以小型化从而被用于光学芯片。AMOLF、德克萨斯大学和纽约城市大学的研究人员利用微环谐振器环形器规避了这一问题。

环形器对光通信中的光路由非常重要。但是,它们通常需要厘米级磁体,而这些磁体难以小型化从而被用于光学芯片。AMOLF、德克萨斯大学和纽约城市大学的研究人员利用微环谐振器环形器规避了这一问题。这种环形器可以在光学芯片上实现光的定向路由而不使用磁铁。

AMOLF研发无磁光环行器

环形器能实现信息在网络中两个以上的节点之间的传输,而不会有任何信息丢失。环形器有几个入口和出口,在这些入口和出口之间以特定的方式实现光线的路由:进入特定端口的光线会在第二个端口中射出,但进入第二个端口的光线则会在第三个端口射出,依此类推。

AMOLF课题组长Ewold Verhagen表示:“光传播本质上是对称的,这意味着如果光线可以从A传播到B,那么反向路径同样可行。我们需要一种能打破这种对称性的‘诀窍’。通常这种‘诀窍’是使用厘米级磁体来传递方向性并打破光传播的对称性。但是这种系统很难在光子芯片上小型化。”

Verhagen和他的同事,通过不同的“诀窍”,使用一个微型玻璃杯实现了所需的循环行为。它们让环内的光线与具有相同结构的机械振动相互作用。研究人员在早期的研究工作中使用这一原则来演示单向光学传输。Verhagen指出:“通过控制激光发出的光线,不同颜色的光可以通过辐射压力激发振动(但只有当它与控制光波方向相同时才会激发)。由于光线通过振动结构传播的方式不同于静止不动的结构,因此光学力会像磁场一样破坏光传播的对称性。”

目前研究面临的挑战是要决定光线可以被路由到哪个特定的出口。精细化控制结构中的光路能确保来自每个输入端口的光都能通过正确的端口射出。

AMOLF器件是首款无磁芯片光学环行器。尽管该研究本质上讲是基础性的,但它有许多可能的应用。Verhagen指出:“这种设备可以为使用光而不是电子来传输信息的芯片以及未来的量子计算机和通信网络构建模块。实现环行器的控制为该设备提供了额外的功能,因此光电路可以随意重新配置。”

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