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中国科大年夜在基于人工维度全光器件设计方面取得进展

2017-10-25 17:19字体:
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中国科年夜在基于人工维度全光器件设计方面获得进展
  中国迷信院院士、中国科学技能大年夜学教授郭光灿领导的中科院量子信息重点实验室在基于人工维度的全光器件的设计方面取得新进展。该实验室教养周正威小组在实际上提出经过调控简并光腔中的轨道角动量光子可能完成全光量子存储器跟滤波器,这为光学人工维度的利用开创了一条新的道路。主要研究成果于7月14日宣告在国际学术期刊《天然-通讯》[Nat. Commun. 8,E尊国际www.ezun8.com, Article?Number?16097 (2017)]上。

  全光器件在传统的光通讯、量子信息等范围非常重要,但全光器件的设计是基于光子在真实空间中的传播和干涉,它需要对大量的光学元件结束正确地操纵,E尊国际www.ezun8.com,从而导致精致而复杂的全光器件无比难以完成。周正威等人提出了一种全新的设计全光器件的思路--即:经过调控光子的内部自在度来完成器件的设计。他们将光子的轨道角动量自由度映射为自然维度上的一个个空间格点,经过奇妙地设计这些天然维度中格点的跃迁,从而等效了光子在切实空间维度上的传播。于是,经过调控光子在人工维度上的举动,最终即可完成全光器件的功能。利用这一思绪,可以大大简化全光器件设计上的难度,在此基础上,他们提出在这个系统中若何设计完成全光的量子存储器和光学滤波器。

  这个设计的巧妙之处在于,所有的这些光子轨道角动量形式(用以映射人工维度上的空间格点)都可以包含在一个能量简并的光腔中,经由附加简单的光路,即可实现这些简并形式之间的跃迁。这一利用光子内部自由度来映射人工维度的思想,最早亦为周正威等人提出,他们发布实践文章,提议能够用来模拟建立于人工维度上的存在拓扑性质的光子晶体[Nat. Commun. 6, Article?Number?7704 (2015)]以及周期驱动下的拓扑材料的性质[Phys. Rev. Lett. 118, 083603 (2017)]。而当前的这一任务,则是首次提出利用光学人工维度上的调控来完玉成光器件的设计。

  今朝,中科院量子信息重点实验室的李传锋组正在开展这个全新标的目标上的试验义务,他们已经初步制备成功包括这些简并的光学轨道角动量情势的光腔[Opt. Lett. 42,E尊国际www.ezun8.com, 2042 (2017)]。

  中科院量子信息重点实验室博士罗渴望为文章的第一作者,周正威、周幸祥为文章的通信作者。这项任务掉失落国家基金委、中科院、科技部、教诲部的援助。

  文章链接

  全光器件的设计情理示意图。a)传统的全光器件是基于光子在实在空间中的传布和干涉,需精细地调控大批光学原件。b)应用光子在人工维度上的流传跟干预来设计新型的全光器件。

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