O USTC Microcavity Research Group no Key Laboratory of Quantum Information aperfeiçoou um 4 portas, Dispositivo fotônico multifuncional não recíproco totalmente controlado opticamente baseado em um ressonador optomecânico livre de campo magnético. Esta conquista é publicada em Nature Communications .

A luz tem reciprocidade de transmissão bidirecional em materiais dielétricos comuns. Romper essa reciprocidade na direção da transmissão da luz é de grande importância no processamento clássico e quântico de informações. Circuladores ópticos, isoladores e amplificadores direcionais são exemplos de dispositivos não recíprocos. No entanto, os dispositivos ópticos não recíprocos mais comuns são baseados em efeitos Faraday usando materiais magneto-ópticos, que são difíceis de integrar no chip. Portanto, nos últimos anos, o interesse aumentou na realização on-chip, dispositivos não recíprocos totalmente ópticos.

Em 2016, O grupo de DONG Chunhua demonstrou experimentalmente a não reciprocidade induzida optomecanicamente em uma microcavidade em modo galeria sussurrante. Nesta base, o grupo usou uma única cavidade acoplada a guias de onda duplos para implementar um dispositivo fotônico versátil de quatro partes, incluindo as funções de filtro de banda estreita, Circulador óptico de 4 portas e amplificador direcional. O modo de função pode ser alternado arbitrariamente, alterando a luz de controle.

Para o circulador, o sinal de luz incidente das portas 1, 2, 3 e 4, saídas das portas 2, 3, 4 e 1, respectivamente, constituindo um caminho circular 1-2-3-4-1. Ao focar apenas nas portas 1 e 2, também é um isolador óptico eficiente; para amplificadores direcionais, sinal de luz incidente da porta 1 é amplificado e sai da porta 2, Não o contrário. Assim, na direção de 1-2 tem amplificação direcional. O dispositivo demonstrado pode até mesmo realizar circuladores ópticos com nível de fóton único e pode ser generalizado para micro-ondas e circuitos acústicos.