可扩展且鲁棒的光子集成酉变换器
光学
2022-10-24 v1 应用物理
摘要
能将一组 N 个相互正交的光模式转换为另一组任意 N 个正交模式的光学酉变换器（OUC）有望成为光通信、深度学习与量子计算等多种应用中的关键器件。尽管各类 OUC 已在光子集成平台上得到验证，其对波导尺寸微小偏差的敏感性一直是扩展 N 的关键问题。在此，我们证明基于多平面光转换（MPLC）概念的 OUC 对波导偏差表现出卓越的鲁棒性。此外，随着 N 增大，它对制备误差变得愈发不敏感，这与由 2 2 马赫-曾德尔干涉仪构成的传统 OUC 架构形成鲜明对比。通过考察广义 OUC 配置，我们研究了这一独特鲁棒性与可扩展性的物理起源。结果表明，每一级中耦合模式的数量在决定整个 OUC 的敏感性方面起着关键作用。当采用全互连干涉仪时可达到最大鲁棒性，而这在 MPLC-OUC 中自然实现。
引用
@article{arxiv.2103.14782,
title = {Scalable and Robust Photonic Integrated Unitary Converter},
author = {Ryota Tanomura and Rui Tang and Toshikazu Umezaki and Go Soma and Takuo Tanemura and Yoshiaki Nakano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.14782},
year = {2022}
}