論文の概要: Mixing of counterpropagating signals in a traveling-wave Josephson device
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.19751v1
- Date: Fri, 28 Jun 2024 08:49:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-01 17:20:03.820490
- Title: Mixing of counterpropagating signals in a traveling-wave Josephson device
- Title（参考訳）: 進行波ジョセフソンデバイスにおける逆伝搬信号の混合
- Authors: Matthieu Praquin, Vincent Lienhard, Anthony Giraudo, Aron Vanselow, Zaki Leghtas, Philippe Campagne-Ibarcq,
- Abstract要約: 光波は真空中では相互作用しないが、非線形媒質中を移動する際に様々なパラメトリック過程を通して混合することがある。
本研究では,1次元ジョセフソンメタマテリアルに沿って伝搬する入力マイクロ波信号を反対方向に伝搬する出力波に変換する方式について検討する。
我々は、このプロセスを利用して、相互に調整可能なカップラに再構成できる堅牢なオンチップマイクロ波アイソレータを実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Light waves do not interact in vacuum, but may mix through various parametric processes when traveling in a nonlinear medium. In particular, a high-amplitude wave can be leveraged to frequency convert a low-amplitude signal, as long as the overall energy and momentum of interacting photons are conserved. These conditions are typically met when all waves propagate in the medium with identical phase velocity along a particular axis. In this work, we investigate an alternative scheme by which an input microwave signal propagating along a 1-dimensional Josephson metamaterial is converted to an output wave propagating in the opposite direction. The interaction is mediated by a pump wave propagating at low phase velocity. In this novel regime, the input signal is exponentially attenuated as it travels down the device. We exploit this process to implement a robust on-chip microwave isolator that can be reconfigured into a reciprocal and tunable coupler. The device mode of operation is selected in situ, along with its working frequency over a wide microwave range. In the 5.5-8.5 GHz range, we measure an isolation over 15 dB on a typical bandwidth of 100 MHz, on par with the best existing on-chip isolators. Substantial margin for improvement exists through design optimization and by reducing fabrication disorder, opening new avenues for microwave routing and processing in superconducting circuits.
- Abstract（参考訳）: 光波は真空中では相互作用しないが、非線形媒質中を移動する際に様々なパラメトリック過程を通して混合することがある。
特に、相互作用する光子の総エネルギーと運動量が保存されている限り、高振幅波を利用して低振幅信号を周波数変換することができる。
これらの条件は通常、全ての波が特定の軸に沿って同じ位相速度で媒質中に伝播するときに満たされる。
本研究では,1次元ジョセフソンメタマテリアルに沿って伝搬する入力マイクロ波信号を反対方向に伝搬する出力波に変換する方式について検討する。
相互作用は低相速度で伝播するポンプ波によって媒介される。
この新しい状態において、入力信号はデバイスを下るときに指数関数的に減衰する。
我々は、このプロセスを利用して、相互に調整可能なカップラに再構成できる堅牢なオンチップマイクロ波アイソレータを実装する。
動作モードは、広帯域での動作周波数とともに、その場で選択される。
5.5-8.5GHz帯では、100MHzの典型的な帯域で15dB以上のアイソレータを計測する。
改良のための実質的マージンは、設計最適化と製造障害の低減を通じて存在し、超伝導回路におけるマイクロ波ルーティングと処理のための新たな道を開く。
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