論文の概要: Bidirectional microwave-optical transduction based on integration of
high-overtone bulk acoustic resonators and photonic circuits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02706v2
- Date: Wed, 13 Dec 2023 17:24:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-14 20:40:15.157547
- Title: Bidirectional microwave-optical transduction based on integration of
high-overtone bulk acoustic resonators and photonic circuits
- Title（参考訳）: 高オーバトンバルク共振器とフォトニック回路の統合による双方向マイクロ波光伝送
- Authors: Terence Bl\'esin, Wil Kao, Anat Siddharth, Rui N. Wang, Alaina
Attanasio, Hao Tian, Sunil A. Bhave, Tobias J. Kippenberg
- Abstract要約: マイクロ波と光周波数のコヒーレントな相互変換は、計算、通信、センシングのための古典的および量子的インターフェースとして機能する。
窒化ケイ素フォトニック回路上の圧電アクチュエータをモノリシックに統合した小型マイクロ波光トランスデューサを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.119789403079455
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Coherent interconversion between microwave and optical frequencies can serve
as both classical and quantum interfaces for computing, communication, and
sensing. Here, we present a compact microwave-optical transducer based on
monolithic integration of piezoelectric actuators atop silicon nitride photonic
circuits. Such an actuator directly couples microwave signals to a
high-overtone bulk acoustic resonator defined by the suspended silica cladding
of the optical waveguide core, which leads to enhanced electromechanical and
optomechanical couplings. At room temperature, this triply resonant
piezo-optomechanical transducer achieves an off-chip photon number conversion
efficiency of -48 dB over a bandwidth of 25 MHz at an input pump power of 21
dBm. The approach is scalable in manufacturing and, unlike existing
electro-optic transducers, does not rely on superconducting resonators. As the
transduction process is bidirectional, we further demonstrate synthesis of
microwave pulses from a purely optical input. Combined with the capability of
leveraging multiple acoustic modes for transduction, the present platform
offers prospects for building frequency-multiplexed qubit interconnects and for
microwave photonics at large.
- Abstract（参考訳）: マイクロ波と光周波数のコヒーレントな相互変換は、計算、通信、センシングのための古典的および量子的インターフェースとして機能する。
本稿では,窒化ケイ素フォトニック回路上に圧電アクチュエータを一体化した小型マイクロ波光変換器を提案する。
このようなアクチュエータは、マイクロ波信号を光導波路コアの懸濁シリカクラディングによって定義される高オーバートンバルク音響共振器に直接結合し、電気機械的および光学的結合が強化される。
室温では、この三重共振型圧電オプトメカニカルトランスデューサは、入力ポンプパワー21dBmで、25MHzの帯域上で−48dBのオフチップ光子数変換効率を達成する。
このアプローチは製造にスケーラブルであり、既存の電気光学トランスデューサとは異なり、超伝導共振器に依存しない。
トランスダクションプロセスは双方向であるため、純粋な光入力からのマイクロ波パルスの合成をさらに実証する。
トランスダクションに複数の音響モードを利用する能力と組み合わせて、このプラットフォームは、周波数多重量子ビット配線とマイクロ波フォトニクスを大規模に構築するための展望を提供する。
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