研究人员报告了基于电光调制光子分子的频移加/降滤波器的发展。这种新型滤光器可能为芯片上的光操作开辟重要的新途径。
来自美国波士顿大学的Hayk Gevorgyan将在2021年11月1日至4日举行的光学与激光科学前沿大会(FiO LS)全虚拟会议上展示这项研究。Gevorgyan的报告安排在11月2日星期二美国东部时间16:30 (UTC - 04:00)。
添加/下降滤镜用于添加和/或下降一个单独的光通道，而不干扰其他通道。这些滤波器通常用于光数据通信，但在量子信息处理、光神经网络等应用中也很重要。作为线性时不变系统的一个例子，它们减少或增加一个光通道，但从不改变其波长。新滤波器的一个关键特性是它们增加了移动光信号频率的能力，这些光信号被删除或添加。
Gevorgyan说:“这是光学芯片设计人员工具箱中一个全新的组成部分。”“因为我们已经在硅芯片的铸造过程中实现了它，它可以被其他人用来构建新的更复杂的芯片系统。这种新的移频滤波器概念可以更容易地操纵芯片上的波长通道，以管理数据通信中波长的拥塞。但它也可以为使用光子的量子计算提供一种新型分束器。”
新的滤波器建立在以前的工作基础上，在以前的工作中，研究人员创建了频率平移滤波器，将微环调制器和线性滤波器结合在一个设备中，产生一个移位的下降端口响应通带。该设计包括两个主动耦合微环谐振器和一个总线波导。虽然通过端口和下降端口是频移彼此，他们共享相同的物理波导端口，这在某些应用中，将需要线性滤波来分离信号的空间。
在新的研究中，研究人员创造了一种二阶频移加/降滤波器，其频率端口映射到不同的波导端口。该设备使用两个耦合微环谐振器，内置电光移相器和两个耦合到两个环的波导。所有四个连接具有相同的耦合强度。
为了测试这种新设备，研究人员首先测量了在没有电信号的情况下，不同端口之间的无源光传输。然后，他们测量了频率平移响应，发现该设备显示的滤波器通带从各自的频率偏移。由于使用热光学移相器对波导中的相位延迟进行了仔细的调整，通道间的串音保持在40分贝以下。
Gevorgyan补充道，“虽然这些最初的结果令人鼓舞，但插入损耗有点高;迄今为止，最低的损耗为13 dB。与常规滤波器一样，频移滤波器应该有一个低于5分贝的插入损耗在数据通信中找到任何实际应用。这可以通过优化p-n结移相器的效率、速度和传播损耗来实现。对于量子应用，要求将更加严格，目标是在0.5 dB以下的插入损耗。由于载流子等离子体色散效应的固有损耗，我们认为使用p-n二极管移相器无法实现这种效率。然而，在材料平台上的应用，如铌酸锂、钛酸钡或有机硅混合材料，也可能使这种应用成为可能。”
关于FiO LS
光学前沿(FiO)，光学年会(前身为OSA)与激光科学(Laser Science)，美国物理学会激光科学分部(APS-DLS)的年度会议一起举行。这两场会议联合了Optica和APS社区，提供高质量、前沿的演讲、受欢迎的邀请演讲者和各种特殊活动，涵盖物理、生物和化学学科的光学和光子学的广泛主题。展览展示了领先的光学和光子公司和技术产品。更多信息请访问www.FrontiersinOptics.com。
