科技日报北京11月20日电 （记者张佳欣）美国马里兰大学研讨团队研制出一种新式光子芯片。这种光子器材可将单色激光光源被迫转化为红、绿、蓝三色光，无需任何自动控制或重复优化即可安稳作业。这一打破技能为研讨量子核算、高精度频率丈量及光学计量供给了新东西。相关作用发表于新一期《科学》杂志。
传统光子器材虽可捕捉和控制光子，完成光子流的别离、引导、扩大和干与，但功用有限且难以批量安稳出产。与一般棱镜只分化光色不同，芯片如果能直接发生输入光华夏本不存在的新频率，不只节约额定激光器占用的空间和能量，还能发生现在尚不存在的光频率。
完成这一功用依靠特别的非线性光-物质相互作用。但非线性效应十分弱小，为增强作用，科学家运用光子谐振器让光在芯片中循环屡次，弱效应叠加即可构成显著作用。不过，单一谐振器生成多种频率仍存在限制。
此前，团队提出运用细小谐振器阵列协同作业的办法，经过数百个微环组成的阵列扩大非线性效应，引导光沿边际传达，并可将脉冲激光转化为多频率光。在最新研讨中，团队发现阵列自身就能进步频率转化的成功率，无需自动调理。试验显现，6块同一晶圆上的芯片在输入规范190THz激光后，均发生二、三、四次谐波光，对应红、绿、蓝三色光。而3块单环芯片即使运用嵌入式加热器，也仅一块在有限条件下发生二次谐波。
团队表明，阵列中小环和“超环”之间的不同循环速度，使光在芯片中更简单满意转化条件，相当于被迫完成匹配。跟着输入光强度添加，芯片还能生成更多频率光，相似此前的多频率光作用。
这一办法对光学计量、频率转化和非线性光学核算中等范畴具有广泛影响，无需自动调理即可高效作业，为芯片光源的多功用、批量化使用供给了新思路。
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