《自然-物理学》
单光子级可扩展的微波-光学换能器
美国加州理工学院的Andrei Faraon团队开发了基于自旋的单光子级可扩展的微波-光学换能器。4月22日，相关研究成果发表于《自然-物理学》。
单光子的微波-光学转换将在未来超导量子设备的互联中发挥关键作用。目前已开发的多种换能器通过利用泡克尔斯效应等非线性现象，以及机电、压电和光机械耦合的组合实现微波与光学模式的耦合。然而，这些非线性效应的强度有限，因此需要使用高品质因数谐振器，而这往往依赖复杂的纳米制造工艺。
稀土离子掺杂晶体具有高质量的原子共振，可产生比传统材料高出多个数量级的有效二阶非线性效应。因此，研究人员使用掺杂在YVO4晶体中的镱-171离子实现片上微波-光学换能器。在无需设计光学腔的情况下，该研究实现了百分比级别的转换效率。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41567-025-02884-y
《中国科学报》 (2025-04-28 第2版 国际)
