一种集成低温光调制器
应用物理
2019-04-25 v1 光学
摘要
在低温下工作的集成电学与光子电路（PIC）是实现可扩展量子计算与低温计算技术的基本构建模块。光互连相比电导线具有更优的性能与热绝缘特性，对于真正的量子通信不可或缺。硅基 PIC 已在室温应用中趋于成熟，但其在低温下的性能受限于缺乏高效的低温电光（EO）调制。尽管探测器与激光器在低温下表现更佳，低温光开关仍是一项未解决的挑战。本文利用集成钛酸钡（BaTiO3）基器件中的泡克尔斯效应，展示了从室温至 4 K 的 EO 开关与调制。我们报道了此前未被探索的温度范围内 BaTiO3 的非线性光学（NLO）性质，显示出在 4 K 下 200 pm/V 的有效泡克尔斯系数。我们展示了迄今任何低温开关中最大的 EO 带宽（30 GHz）、比热调谐高效 10^9 倍的超低功耗调谐，以及 20 Gbps 的高速数据调制。我们的结果展示了低温 PIC 所缺失的组件，消除了在量子计算与超级计算领域实现新型低温兼容系统的主要障碍，以及将这些系统与室温真实世界接口的主要障碍。
引用
@article{arxiv.1904.10902,
title = {An integrated cryogenic optical modulator},
author = {Felix Eltes and Gerardo E. Villarreal-Garcia and Daniele Caimi and Heinz Siegwart and Antonio A. Gentile and Andy Hart and Pascal Stark and Graham D. Marshall and Mark G. Thompson and Jorge Barreto and Jean Fompeyrine and Stefan Abel},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.10902},
year = {2019}
}