北京大學電子學院突破多模微諧振器技術,推動光子分子開關發(fā)展
在現(xiàn)代通信和光電子領域,多模微諧振器技術因其在提高信號處理能力和擴展頻帶寬度方面的潛力而備受關注。北京大學電子學院的最新研究成果,為我們揭示了多模微諧振器中多功能光子分子開關的全新應用前景。
這項研究的核心在于利用光學超模相互作用構建人工光子分子,并通過動態(tài)控制不同空間模態(tài)之間的交互,實現(xiàn)光子分子在單模式和多模式工作狀態(tài)之間的轉換。這種“關閉/打開”功能,極大地拓寬了光子分子的應用范圍。
在實驗中,研究團隊成功實現(xiàn)了一個硅微環(huán),其本征品質因子接近1000萬,自由頻譜范圍高達115GHz,這一成果打破了自由光譜范圍-品質因子權衡的常規(guī)限制,為超寬帶和高分辨率毫米波光子運轉提供了可能。
此外,基于這一發(fā)現(xiàn),研究人員驗證了一種超寬可調諧集成毫米波光子濾波器,工作頻率高達57.5GHz(U波段),具有32MHz的超窄3-dB帶寬。這一成果不僅代表了硅平臺上集成器件所能實現(xiàn)的最寬可調諧范圍,同時也保持了3-dB的窄帶寬,這對于6G通信技術的發(fā)展具有重要意義。
研究人員還實現(xiàn)了一個集成的光電振蕩器,其可調諧頻率范圍為50GHz,這為集成微諧振器的器件設計和能量控制提供了新的視角,向下一代超高速光電應用邁出了重要一步。
這項工作不僅為量子和非線性光學的物理方面提供了新的視角,而且對于開發(fā)6G無線通信技術以提供超寬帶操作具有廣闊的意義。通過架構優(yōu)化,可以進一步提高RF應用程序的性能,為sub-6G頻段擴展到U頻段的一系列應用提供支持,從而進入集成毫米波光子學領域。
總結而言,北京大學電子學院的這項研究不僅在學術上具有創(chuàng)新性,而且在實際應用中具有極高的價值,為未來通信技術的發(fā)展提供了強有力的技術支持。
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