最新发现与创新
据美国《物理评论快报》网站近日报道,上海交通大学金贤敏团队研制出了全球首个轨道角动量(OAM)波导光子芯片。这是首次在光芯片内制备出可携带光子OAM自由度的光波导,并实现光子OAM在波导内高效和高保真地传输。最新研究作为亮点文章在网站首页被重点推荐,有望在光通信和量子计算等领域“大显身手”。
近年来,由于扭曲光(twisted light)具有“甜甜圈”分布的强度结构、螺旋型波阵面的位相结构、携带OAM的动态特性,被广泛用于光操纵、光钳等领域。不同于光的自旋角动量,OAM拥有无限的拓扑荷和内在正交性,可用于解决通信系统信道容量紧缩的问题。而在量子信息等领域,光子OAM可用于分发高维量子态以及构建高维量子计算机。
但大规模应用OAM需要将其传输、产生及操纵一体化,而此前的研究均无法让OAM存在于芯片内部。
在最新研究中,金贤敏团队通过飞秒激光直写技术,制备了首个波导横截面为“甜甜圈”型的三维集成OAM波导光子芯片。通过测量从芯片出来的扭曲光与参考光的干涉,以及对芯片前后的态进行投影测量,实验证实,此波导可高效高保真地传输低阶OAM模式,传输总效率达60%;且该波导会将高阶模式转化为低阶模式。此外,该波导也可高保真地传输三比特的“高维量子比特(qutrit)”态,超越传统两比特的“量子比特(qubit)”态,表明此波导有潜力用于高维量子态的传输与操控。
金贤敏希望该芯片首先能用于高通量光通信领域;而英国圣安德鲁斯大学光操控专家基山·多拉基亚认为,新芯片有望为量子光学和成像等领域开辟新天地。据悉,该团队已为该波导芯片向国家知识产权局申请了发明专利。(记者 刘霞)
[责编:武玥彤]
(来源:光明网)
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
首个轨道角动量波导光子芯片问世
本站小编 Free考研/2020-05-25
相关话题/光子 测量
基于变换光学原理的新型集成光子器件
合作研究团队提出了一种全新的思路,基于变换光学物理原理来设计通用型集成多模光交叉连接器。利用麦克斯韦鱼眼棱镜结构独特的无像差成像特性,沿鱼眼圆周边界排布多路交叉的输入和输出波导,构成多模交叉连接器。近日,美国光学学会旗下顶级光学期刊Optica在线发表了武汉光电国家研究中心郜定山副教授研究组和厦门大 ...中科院半导体研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所发表仿生光子晶体图案综述文章
花鸟虫鱼等自然界生物光子晶体的特定图案为生物的生存提供了独特的功能,例如静态识别、求偶和动态感知预警效应等。像蝴蝶翅膀上的各种纹理和彩色图案可用于识别类别,类似于该生物的“身份证”;孔雀尾羽的类眼睛花纹具有求偶交配功能,这些都是静态识别功能的体现。此外,许多生物光子晶体还具有动态感测功能,比如变色龙 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所光子晶体特殊浸润性研究新进展:在PEDOT光子晶体上水写-电擦多彩图案
光子晶体图案在传感检测、防伪、光学显示和其它光学器件等方面体现了重要的应用。光子晶体图案的制备经历了最初的非响应性被动式光晶图案,能响应外场刺激的主动式光晶图案及经外场调控后固定的图案三个发展阶段。非响应性光晶图案的制备是通过乳胶颗粒基于模板的自组装或使用乳胶墨水喷墨打印直接获得。响应性光晶图案是在 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所高效水溶性双光子引发剂及水相聚合三维仿生水凝胶研究新进展
富含网络结构的水凝胶具有良好的生物相容性,而具有高精细度的三维水凝胶结构能够更好地模拟细胞生长环境,在生物组织工程领域具有巨大的应用潜力。基于非线性光学效应的双光子聚合技术为制备高精细三维仿生水凝胶结构提供了强有力的手段。但由于现有双光子引发剂的水溶性差、双光子聚合引发效率低,需要在加工前驱体材料中 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所光子晶体驱动材料研究取得新进展
光子晶体超浸润性赋予具有独特光学调控性能的光子晶体材料在传感、检测、防污、驱动、油水分离等方面的新应用。理化所仿生材料与界面科学重点实验室江雷院士团队在具有超浸润性光子晶体的制备及应用方面取得系列重要进展(Chem. Soc. Rev., 2016, 45, 6833)。研究人员考察了基底浸润性对乳 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25给超导纳米线单光子探测器插上翅膀——面向空间应用的超导纳米线单光子探测器
面向空间应用的超导单光子探测系统创意图 2017年,理化所空间功热转换技术重点实验室为实现超导纳米线单光子探测器(SNSPD:Superconducting nanowire single-photon detector)系统的空间应用,成功研发了可实现空间应用的二级脉冲管+JT节流技术小型低温制 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25“极低温区国际基准级温度测量研究”项目进展交流会议暨第一届低温温度计量科学国际研讨会在京召开
6月7日至9日,“极低温区国际基准级温度测量研究”项目进展交流会议暨第一届低温温度计量科学国际研讨会在北京召开。来自法国、英国、德国、意大利、加拿大、波兰、韩国、俄罗斯和国内近百位该领域专家参加了会议。 理化所罗二仓副所长、王雪松副所长共同主持会议。罗二仓副所长致辞并对国内外专家的到来表示热烈欢迎 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所发表仿生光子晶体图案综述文章
花鸟虫鱼等自然界生物光子晶体的特定图案为生物的生存提供了独特的功能,例如静态识别、求偶和动态感知预警效应等。像蝴蝶翅膀上的各种纹理和彩色图案可用于识别类别,类似于该生物的“身份证”;孔雀尾羽的类眼睛花纹具有求偶交配功能,这些都是静态识别功能的体现。此外,许多生物光子晶体还具有动态感测功能,比如变色龙 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25理化所光子晶体特殊浸润性研究新进展:在PEDOT光子晶体上水写-电擦多彩图案
光子晶体图案在传感检测、防伪、光学显示和其它光学器件等方面体现了重要的应用。光子晶体图案的制备经历了最初的非响应性被动式光晶图案,能响应外场刺激的主动式光晶图案及经外场调控后固定的图案三个发展阶段。非响应性光晶图案的制备是通过乳胶颗粒基于模板的自组装或使用乳胶墨水喷墨打印直接获得。响应性光晶图案是在 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25“极低温区国际基准级温度测量研究”项目进展交流会议暨第一届低温温度计量科学国际研讨会在京召开
6月7日至9日,“极低温区国际基准级温度测量研究”项目进展交流会议暨第一届低温温度计量科学国际研讨会在北京召开。来自法国、英国、德国、意大利、加拿大、波兰、韩国、俄罗斯和国内近百位该领域专家参加了会议。 理化所罗二仓副所长、王雪松副所长共同主持会议。罗二仓副所长致辞并对国内外专家的到来表示热烈欢迎 ...中科院理化技术研究所 本站小编 Free考研 2020-05-25