Los investigadores chinos lograron un aislamiento no recíproco de 51.5dB en el conjunto atómico, que es la relación de aislamiento más alta en el campo no recíproco no magnético. Discutieron el problema del ruido cuántico en dispositivos no recíprocos por primera vez.

El resultado fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 22 de abril 2021.

La no reciprocidad es un concepto básico importante en el campo óptico. Los aisladores y circuladores derivados de él son todos componentes indispensables en el camino óptico. Los aisladores de Faraday basados ​​en birrefringencia circular de efecto magneto-óptico son ampliamente utilizados debido a su fácil construcción. alto aislamiento y bajas pérdidas.

Sin embargo, en el camino óptico integrado, el aislador tradicional de Faraday está sujeto a varias limitaciones. Por un lado, es difícil preparar medios magnetoópticos de alto rendimiento en chip. Por otra parte, el fuerte campo magnético requerido interferirá con los dispositivos circundantes. La realización de la no recíproca no magnética integrada ha atraído mucha atención en los últimos años. El equipo de investigación dirigido por el académico Guo Guangcan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China (USTC) de CAS ha investigado los dispositivos fotónicos no recíprocos durante varios años.

En este trabajo, Prof. Zou Changling del equipo de investigación, cooperando con investigadores de la Universidad de Shanxi, ha logrado una relación de aislamiento de 30dB primero. Utilizaron luz de bombeo polarizada circularmente para polarizar los átomos en la cámara de gas a un estado de giro magnético específico, logrando diferentes absorciones y dispersiones para diferentes luces polarizadas. Basado en esto, agregaron además una cavidad de onda viajera que mejoró en gran medida la interacción entre la luz y los átomos. La relación de aislamiento se aumentó finalmente a 51,5 dB y se preparó el medio no recíproco en base al conjunto atómico.

El sistema tiene buena robustez y es insensible a la interferencia de campos magnéticos débiles externos. La fluctuación de la frecuencia y potencia de la bomba tiene un valor de aplicación práctico.

Además, el equipo ha demostrado que los dispositivos no recíprocos no producen fotones ruidosos en el campo no recíproco con un nivel de confianza del 99,7%.

Este logro ha abierto una nueva dirección en el campo de la no reciprocidad y es de gran importancia en la aplicación práctica. Los revisores elogiaron mucho este trabajo:"Los resultados son muy impresionantes y parecen alentadores hacia la realización de dispositivos no recíprocos".