新方案實現(xiàn)信號傳輸中光學(xué)損耗補償

  ICC訊 近日，《自然·材料》發(fā)表了香港大學(xué)和國家納米科學(xué)中心科研人員合作的最新研究成果：他們提出了一種解決信號傳輸中光學(xué)損耗問題的新方案——合成復(fù)頻波技術(shù)，并用該方案成功實現(xiàn)了極化激元波導(dǎo)器件中信號傳輸?shù)膿p耗補償。

  極化激元是一種由入射光與材料表界面相互作用形成的特殊電磁模式，也可以認為是一種光子與物質(zhì)耦合形成的準粒子，能夠?qū)崿F(xiàn)納米尺度上光信息的傳輸和處理。極化激元材料在實現(xiàn)超緊湊和高速光學(xué)器件方面具有明顯優(yōu)勢，可以顯著提升信息處理能力，為集成光子器件的研發(fā)開辟了新路徑。然而，由于光學(xué)材料本征損耗的限制，極化激元器件在應(yīng)用推廣方面存在一定困難。

  此次，我國科研人員提出了合成復(fù)頻波技術(shù)來補償光學(xué)損耗?！拔覀兺ㄟ^多頻率組合的復(fù)頻波激發(fā)來實現(xiàn)虛擬增益，進而抵消光子器件的本征損耗，以解決一些納米光子學(xué)應(yīng)用中的光學(xué)損耗問題。”論文共同通訊作者、香港大學(xué)教授張霜說。

  經(jīng)過反復(fù)計算與實驗驗證，研究人員成功地恢復(fù)了氮化硼和氧化鉬聲子極化激元波導(dǎo)器件的長距離傳輸與干涉性能。這一研究結(jié)果表明，合成復(fù)頻波技術(shù)應(yīng)用于納米光子器件具有顯著優(yōu)勢。

  合成復(fù)頻波技術(shù)不僅成功實現(xiàn)了極化激元波導(dǎo)器件信號的無損傳輸，還可以應(yīng)用于增強極化激元光學(xué)傳感的靈敏度，具有精巧而普適的特點。據(jù)張霜介紹，未來這項技術(shù)將能夠靈活應(yīng)用于不同的光子系統(tǒng)，為提高多頻段光學(xué)性能以及設(shè)計高密度集成光子器件等開辟了新的發(fā)展方向。