Chip-scale classical and quantum nonlinear photonic mixers
芯片级经典和量子非线性光子混频器
基本信息
- 批准号:1201308
- 负责人:
- 金额:$ 37.5万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2012
- 资助国家:美国
- 起止时间:2012-07-01 至 2016-06-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The objective of this program is to develop a chip-scale technology for compact and efficient nonlinear classical and quantum photonic mixers while maintaining compatibility with silicon integrated optoelectronics. Proposed research builds on recent accomplishments of slow-light enhanced nonlinearity which is 20x higher than that of conventional silicon nanophotonic waveguides, correlated photon generation via spontaneous four-wave mixing in long chains of low loss coupled silicon microring resonator waveguides, and telecom-band to infrared four-wave mixing conversion in nitride-clad silicon waveguides. Devices will be designed, fabricated and measured which combine electro-optic functionality, materials engineering and lithographic patterning to substantially improve the figures of merit of nonlinear optical frequency conversion applications. The intellectual merit is to develop chip-scale devices with orders-of-magnitude improvement in energy efficiency, and reduction in size, weight and cost, compared to fiber-based or crystal-based bulk nonlinear optical systems. Novel scientific insights will emerge from the systematic study of combined electro-optic and nonlinear optical phenomena in both the classical and quantum regime, bridging traditional barriers between those fields. The outcome of this project will be the creation of optoelectronic devices useful for data and free-space communication, chemical and biomolecular spectroscopy, sensing, metrology, cryptography, and quantum photonics.The broader impacts are to integrate several modern scientific disciplines, to which graduate students will gain valuable exposure and benefit from research collaborations with industry and government laboratories which provide broader perspective and scope for field applications of the novel scientific breakthroughs.
该计划的目标是开发一种用于紧凑和高效的非线性经典和量子光子混频器的芯片级技术,同时保持与硅集成光电子学的兼容性。拟议的研究建立在最近的成就慢光增强非线性比传统的硅纳米光子波导高20倍,相关光子产生通过自发的四波混频在长链的低损耗耦合硅微谐振器波导,和电信波段红外四波混频转换在氮化物包层硅波导。将设计、制造和测量结合了联合收割机电光功能、材料工程和光刻图案的器件,以大幅提高非线性光学频率转换应用的品质因数。 智能的优点是开发芯片级器件,与基于光纤或基于晶体的体非线性光学系统相比,其能量效率提高了几个数量级,并且尺寸、重量和成本降低了。新的科学见解将出现在经典和量子制度的电光和非线性光学现象相结合的系统研究,弥合这些领域之间的传统障碍。该项目的成果将是创建用于数据和自由空间通信、化学和生物分子光谱学、传感、计量学、密码学和量子光子学的光电设备。更广泛的影响是整合几个现代科学学科,研究生将获得有价值的接触,并从与工业和政府实验室的研究合作中受益,这些实验室提供了更广阔的视角和范围用于新的科学突破的实地应用。
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Oscilloscopic capture of 100 GHz modulated optical waveforms at femtowatt power levels
示波器捕获飞瓦功率级别的 100 GHz 调制光波形
- DOI:10.1364/ofc.2019.th4c.1
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Wang, Xiaoxi;Korzh, Boris A.;Weigel, Peter O.;Nemchick, Deacon J.;Drouin, Brian J.;Fung, Andy;Becker, Wolfgang;Zhao, Qing-Yuan;Zhu, Di;Colangelo, Marco
- 通讯作者:Colangelo, Marco
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- 发表时间:2019-09
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Xiaoxi Wang;Peter O. Weigel;Jie Zhao;Michael Ruesing;S. Mookherjea
- 通讯作者:Xiaoxi Wang;Peter O. Weigel;Jie Zhao;Michael Ruesing;S. Mookherjea
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