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用石墨烯实现“万能时钟”光频梳大范围可调

中国科技网 中字

记者13日从电子科技大学获悉,该校研究团队与国外高校合作,通过石墨烯异质结成功突破谐振环材料和结构限制,仅用单个器件就展现“万能时钟”光频梳的丰富输出能力。目前以该校科研人员姚佰承为第一作者兼通讯作者的相关成果,已在《自然》杂志在线刊发。

每天都有海量数据被遍布全球的设备发送和接收,如何确保这些数据流准确有序到达?获诺贝尔奖并被称为“万能时钟”的“光频梳技术”,为解决这一问题提供了新路径。该技术因在频域上具有相等频率间隔的光学序列,形似均匀间隔的梳子而得名,理论上数亿年才会出现一秒误差,在精确制导、航空航天、量子计算、信息网络等领域有广阔未来。但光频梳研究涉及到先进材料制备、微纳米加工、激光激发和调控等环节,现有的光频梳设备几乎都受限于它的核心部件“谐振腔”,“谐振腔”一经制成一般不可调控,这在一定程度上限制了光频梳的普及,使它的实用价值大打折扣。

通过电子科技大学、美国加州大学洛杉矶分校、英国剑桥大学和新加坡微电子研究院的科研人员通力合作,该难题被成功突破。电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室青年教师姚佰承说,团队通过谐振腔集成单晶石墨烯半导体异质结,实现了光频梳的大范围可调,并展示了丰富的多孤子态输出。“通过石墨烯异质结,操控谐振腔的色散,突破谐振环材料和结构限制,让一个器件就能展现丰富的输出,在光频梳研究中实现了新的突破。”他举例说,新技术就如同给电视机装上新的机顶盒,“以前只能看一个台,现在可以看上百个台。”

(作者:李果 姚卓琛 盛利)

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