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美国哈佛大学与北京大学研究团队联合开发了一种利用回音壁微腔（WGM）控制宽带光动量的新方法，将更容易应用于集成光子电路。光在不同光学器件之间传播往往需要进行光耦合，而动量守恒通常限制了耦合的带宽。由于两个不同光场的光波具有不同的传播路径，因而光场耦合变得十分具有挑战性。 图为混沌通道原理示意图 为了解决不同光场的动量差异，哈佛大学工程与应用科学学院（SEA）的研究人员与北京大学研究人员合作开发了一个混沌通道，在该通道里光的角动量不是固定不变的，而是会随着时间不停变化。 该团队研究显示，通过对微型谐振腔进行略微变形，可以实现对光动量的调节，因此放宽器件对光场角动量的限制。 研究结果进一步表明，可以通过对谐振腔进行适当设计，实现在波导和回音壁微腔之间的动量耦合，从而使本不能相互耦合的光学状态之间实现带宽的耦合。回音壁微腔结构内的光混沌散射可以在几皮秒的时间内实现对多种不同模式角动量的光耦合。 该团队展示了从可见光到近红外波段在纳米波导和回音壁模式之间有效耦合，质量因子超过1000万。通过改变带宽可以提高器件的三次谐波发生器件的器件转换效率，可比传统的瞬逝波耦合大三个数量级以上。 该研究可能带来未来光量子处理和光学存储中微腔光学和光子学的新应用。研究人员认为，可以利用观察到的宽带和快速转换的动量实现以下应用，如多色激光器，宽带存储器和多波长光网络等应用。 哈佛大学工程与应用科学学院的Linbo Shao研究员表示，微腔中的宽带光学混沌创造了一种可获得一系列光学状态的通用工具。他说：“以前，研究人员需要多个特殊的光学元件来耦合进出回音壁微腔的不同波长的光，但通过这项工作，我们可以利用单个光耦合器将所有颜色的光相耦合。 回音壁微腔有广泛应用前景，如长距离传输和量子计算机等。
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