薄膜鈮酸鋰光芯片技術(shù)的新突破：頻率合成維度的創(chuàng)新方法

    薄膜鈮酸鋰光芯片因其獨特的光學(xué)特性而備受關(guān)注。最近，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)（中國科大）郭光燦院士團(tuán)隊的李傳鋒、唐建順等人在這一領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展，他們提出了一種創(chuàng)新的方法，成功突破了頻率合成維度的限制。這項成果不僅在理論上具有重要意義，而且在實際應(yīng)用中也顯示出巨大的潛力。

    傳統(tǒng)方法的局限性

    在傳統(tǒng)的頻率合成維度實驗中，研究者通常采用電光調(diào)制器與光纖環(huán)腔結(jié)合的方式，通過控制模式間的相互作用來實現(xiàn)頻率合成。然而，由于薄膜鈮酸鋰光芯片的腔長較短，導(dǎo)致自由光譜范圍（FSR）較大，傳統(tǒng)方法需要高達(dá)10GHz或更高的調(diào)制頻率。這對光芯片的調(diào)制效率以及所需設(shè)備提出了極高的要求，尤其是在長程耦合存在時，頻率要求更是大幅提高，限制了該技術(shù)的發(fā)展。

    創(chuàng)新方法的提出

    為了解決這一問題，研究團(tuán)隊提出了一種新的方法，通過選取遠(yuǎn)小于腔模寬度的調(diào)制頻率（在MHz量級），限制模擬的格點在一個腔模內(nèi)。這一創(chuàng)新方法經(jīng)實驗驗證，成功降低了頻率要求，并且與傳統(tǒng)方法得到的準(zhǔn)動量空間能帶高度一致。

    實驗驗證與成果

    實驗結(jié)果表明，即使在存在長程耦合（8倍和9倍頻率晶格常數(shù)）情況下，該方法的頻率需求也比傳統(tǒng)方法降低了五個數(shù)量級。這一發(fā)現(xiàn)不僅緩解了高頻對片上合成維度的挑戰(zhàn)，還保留了傳統(tǒng)方法的拓展性，能夠擴(kuò)展至更高維度的模擬系統(tǒng)，并在薄膜鈮酸鋰光芯片平臺上實現(xiàn)復(fù)雜的高維頻率合成。“為研究光芯片上的合成維度開辟了全新的研究路徑”。這項研究的共同第一作者包括中國科學(xué)院量子信息重點實驗室的博士生汪兆安、曾曉東及特任副研究員王軼韜。

    研究資助與發(fā)表

    該項研究得到了合肥國家實驗室、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院、安徽省和中國博士后基金的資助。研究成果已于12月5日發(fā)表在國際權(quán)威期刊《物理評論快報》上。

    這項突破性的研究成果不僅在學(xué)術(shù)界引起了廣泛關(guān)注，也為光芯片技術(shù)的實際應(yīng)用和進(jìn)一步發(fā)展提供了新的可能性