論文の概要: Ultra-low-noise Microwave to Optics Conversion in Gallium Phosphide
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.04433v2
- Date: Fri, 25 Nov 2022 11:21:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-23 00:02:29.364175
- Title: Ultra-low-noise Microwave to Optics Conversion in Gallium Phosphide
- Title（参考訳）: リン酸ガリウムの超低雑音マイクロ波と光学変換
- Authors: Robert Stockill, Moritz Forsch, Frederick Hijazi, Gr\'egoire Beaudoin,
Konstantinos Pantzas, Isabelle Sagnes, R\'emy Braive, Simon Gr\"oblacher
- Abstract要約: メカニカル共振器はマイクロ波および光領域の単一光子を接続するための優れた中間体として機能する。
薄膜ガリウムホスフィンデの顕著な特性を利用してマイクロ波と光周波数の双方向オンチップ変換を実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Mechanical resonators can act as excellent intermediaries to interface single
photons in the microwave and optical domains due to their high quality factors.
Nevertheless, the optical pump required to overcome the large energy difference
between the frequencies can add significant noise to the transduced signal.
Here we exploit the remarkable properties of thin-film gallium phosphide to
demonstrate bi-directional on-chip conversion between microwave and optical
frequencies, realized by piezoelectric actuation of a Gigahertz-frequency
optomechanical resonator. The large optomechanical coupling and the suppression
of two-photon absorption in the material allows us to operate the device at
optomechanical cooperativities greatly exceeding one. Alternatively, when using
a pulsed upconversion pump, we demonstrate that we induce less than one thermal
noise phonon. We include a high-impedance on-chip matching resonator to mediate
the mechanical load with the 50-Ohm source. Our results establish gallium
phosphide as a versatile platform for ultra-low-noise conversion of photons
between microwave and optical frequencies.
- Abstract（参考訳）: メカニカル共振器は、マイクロ波領域と光領域に単一光子を結合する優れた中間体として機能する。
それでも、周波数間の大きなエネルギー差を克服するために必要な光ポンプは、変換された信号に大きなノイズを与えることができる。
ここでは、薄膜リン酸化ガリウムの特性を利用してマイクロ波と光周波数の双方向オンチップ変換を実証し、ギガヘルツ周波数光機械共振器の圧電振動により実現している。
大型の光機械的カップリングと2光子吸収の抑制は、この装置を1以上の光力学的協調性で動作させることを可能にする。
あるいは、パルスアップコンバージョンポンプを使用する場合、熱雑音フォノンを1つ未満で発生させることを実証する。
機械的負荷を50-Ohmソースで媒介する高インピーダンスオンチップ整合共振器を含む。
本研究は,マイクロ波と光周波数間の光子の超低雑音変換のための汎用プラットフォームとしてガリウムホスフォヒドを確立した。
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