Forskere opnår 51,5 dB ikke-gensidig isolation

Kinesiske forskere opnåede 51,5 dB ikke-gensidig isolation i atomensemblet, hvilket er det højeste isolationsforhold i det ikke-magnetiske ikke-gensidige felt. De diskuterede kvantestøjproblemet i ikke-gensidige enheder for første gang.

Resultatet blev offentliggjort i Naturkommunikation den 22. april, 2021.

Ikke-gensidighed er et vigtigt grundbegreb inden for det optiske område. Isolatorer og cirkulatorer afledt af det er alle uundværlige komponenter i den optiske vej. Faraday isolatorer baseret på cirkulær dobbeltbrydning af magneto-optisk effekt er meget udbredt på grund af deres nemme konstruktion, høj isolation og lavt tab.

Imidlertid, i den integrerede optiske vej, den traditionelle Faraday-isolator er underlagt forskellige begrænsninger. På den ene side, det er vanskeligt at forberede højtydende magneto-optiske medier på chip. På den anden side, det påkrævede stærke magnetfelt vil interferere med omgivende enheder. At realisere den integrerede ikke-magnetiske ikke-gensidige har tiltrukket sig stor opmærksomhed i de seneste år. Forskerholdet ledet af akademiker Guo Guangcan fra University of Science and Technology of China (USTC) fra CAS har undersøgt ikke-gensidige fotoniske enheder i flere år.

I dette arbejde, Prof. Zou Changling fra forskerholdet, samarbejder med forskere fra Shanxi University, har opnået et isolationsforhold på 30dB først. De brugte cirkulært polariseret pumpelys til at polarisere atomerne i gaskammeret til en specifik magnetisk spin-tilstand, at opnå forskellige absorptioner og dispersioner for forskellige polariserede lys. Baseret på dette, de tilføjede yderligere et vandrende bølgehulrum, som i høj grad forbedrede interaktionen mellem lys og atomer. Isolationsforholdet blev til sidst øget til 51,5 dB, og det ikke-reciprokke medium blev fremstillet baseret på atomare ensemble.

Systemet har god robusthed og er ufølsomt over for interferens fra eksterne svage magnetfelter. Udsvinget i pumpefrekvens og effekt har praktisk anvendelsesværdi.

Ud over, holdet har bevist, at ikke-gensidige enheder ikke producerer støjende fotoner i det ikke-gensidige felt med et konfidensniveau på 99,7 %.

Denne præstation har åbnet en ny retning inden for ikke-gensidighed og er af stor betydning i praktisk anvendelse. Anmelderne roste dette arbejde meget:"Resultaterne er meget imponerende og virker opmuntrende til at realisere ikke-gensidige anordninger."