El Grupo de Investigación de Microcavidades de la USTC en el Laboratorio Clave de Información Cuántica ha perfeccionado un Dispositivo fotónico multifuncional no recíproco totalmente controlado ópticamente basado en un resonador optomecánico sin campo magnético. Este logro está publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

La luz tiene reciprocidad de transmisión bidireccional en materiales dieléctricos comunes. Romper esta reciprocidad en la dirección de la transmisión de la luz es de gran importancia en el procesamiento de información clásica y cuántica. Circuladores ópticos, Los aisladores y amplificadores direccionales son ejemplos de dispositivos no recíprocos. Sin embargo, los dispositivos ópticos no recíprocos más comunes se basan en efectos de Faraday utilizando materiales magneto-ópticos, que son difíciles de integrar en el chip. Por lo tanto, en años recientes, ha aumentado el interés en realizar en chip, dispositivos totalmente ópticos no recíprocos.

En 2016, El grupo de DONG Chunhua demostró experimentalmente la no reciprocidad inducida optomecánicamente en una microcavidad susurrante en modo galería. Sobre esta base, el grupo utilizó una sola cavidad junto con guías de ondas duales para implementar un dispositivo fotónico versátil de cuatro partes, incluidas las funciones de filtro de banda estrecha, Circulador óptico de 4 puertos y amplificador direccional. El modo de función se puede cambiar arbitrariamente cambiando la luz de control.

Para el circulador, la luz de señal incidente procedente de los puertos 1, 2, 3 y 4, salidas de los puertos 2, 3, 4 y 1, respectivamente, constituyendo una trayectoria circular 1-2-3-4-1. Cuando solo se enfoca en los puertos 1 y 2, también es un aislador óptico eficaz; para amplificadores direccionales, la luz de señal incidente del puerto 1 se amplifica y sale del puerto 2, no de la otra manera. Por lo tanto, en la dirección de 1-2 tiene amplificación direccional. El dispositivo demostrado puede incluso realizar circuladores ópticos con nivel de fotón único y puede generalizarse a circuitos de microondas y acústicos.