在顶部装置中，两个耦合谐振器形成一个8字形构造。输入光从波导穿过谐振器，以一种颜色进入，以另一种颜色涌现。底部设备利用三个耦合谐振器:一个小环形谐振器，一个被称为跑道谐振器的长椭圆形谐振器，以及一个矩形谐振器。当光在跑道谐振器周围加速时，它会级联到越来越高的频率，导致高达120千兆赫的位移。资料来源:Second Bay Studios/Harvard SEAS
精确掌握和改变光子特性的能力，包括偏振、空间位置和到达韶光，产生了我们本日利用的广泛的通信技能，包括互联网。下一代的光子技能，如光子量子网络和打算机，将须要对光子的特性进行更多的掌握。
最难改变的特性之一是光子的颜色，也便是它的频率，由于改变光子的频率意味着改变它的能量。
本日，大多数移频器要么效率太低，在转换过程中失落客岁夜量的光，要么它们不能在千兆赫范围内转换光，而千兆赫是通信、打算和其他运用中最主要的频率。
现在，来自哈佛大学约翰·a·保尔森工程与运用科学学院(SEAS)的研究职员已经开拓出了高效的芯片移频器，可以在千兆赫频率范围内转换光。移频器很随意马虎掌握，利用连续和单音微波。
这项研究揭橥在《自然》杂志上。
“我们的移频器可以成为高速、大规模经典通信系统以及新兴光子量子打算机的基本构建块，”电子工程教授、该论文的高等作者Marko Lončar说。
论文概述了两种芯片上的移频器——一种可以通过几十千兆赫的移频将一种颜色转换成另一种颜色，另一种可以级联多个移频，超过100千兆赫的移频。
每个设备都是在Lončar和他的实验室创始的铌酸锂平台上建造的。
铌酸锂可以有效地将电子旗子暗记转化为光学旗子暗记，但长期以来，该领域的许多人都认为很难在小规模上进行研究。在之前的研究中，Lončar和他的团队展示了一种制造高性能铌酸锂微构造的技能，利用标准等离子蚀刻技能在薄铌酸锂薄膜上物理地雕刻微谐振器。
在这里，Lončar和他的团队利用同样的技能在薄膜铌酸锂上蚀刻耦合环形谐振器和波导。在第一种装置中，两个耦合谐振器形成一个8字形构造。输入光从波导以8字形模式穿过谐振器，以一种颜色进入，然后以另一种颜色涌现。该装置供应高达28千兆赫的频移，效率约为90%。它还可以被重新配置为可调谐频域分束器，个中一个频率的光束被分裂成两个另一个频率的光束。
第二种设备利用三个耦合谐振器:一个小环形谐振器，一个被称为赛道谐振器的长椭圆形谐振器，以及一个矩形谐振器。当光在跑道谐振器周围加速时，它会级联到越来越高的频率，导致高达120千兆赫的位移。
“我们仅用一个单一的30千兆赫的微波旗子暗记就能实现这样大的频移，”该论文的第一作者、海洋科学研究院的研究助理胡耀文(音译)说。“这是一种全新的光子器件。之前试图将频率平移超过100千兆赫的考试测验是非常困难和昂贵的，须要同样大的微波旗子暗记。”
Lončar表示:“这项事情是由我们之前在集成铌酸锂光子学方面的所有发展实现的。”“在频域以高效、紧凑和可扩展的办法处理信息的能力，有可能显著降落大规模光子电路的用度和资源需求，包括量子打算、电信、雷达、光旗子暗记处理和光谱学。”
