L'USTC Microcavity Research Group nel Key Laboratory of Quantum Information ha perfezionato un 4-porte, dispositivo fotonico multifunzionale non reciproco controllato completamente otticamente basato su un risonatore optomeccanico privo di campo magnetico. Questo risultato è pubblicato in Comunicazioni sulla natura .

La luce ha reciprocità di trasmissione bidirezionale nei comuni materiali dielettrici. Rompere questa reciprocità nella direzione della trasmissione della luce è di grande importanza nell'elaborazione dell'informazione classica e quantistica. circolatori ottici, isolatori e amplificatori direzionali sono esempi di dispositivi non reciproci. Eppure i dispositivi ottici non reciproci più comuni si basano sugli effetti di Faraday utilizzando materiali magneto-ottici, che sono difficili da integrare su chip. Perciò, negli ultimi anni, è aumentato l'interesse per la realizzazione su chip, dispositivi completamente ottici non reciproci.

Nel 2016, Il gruppo di DONG Chunhua ha dimostrato sperimentalmente la non reciprocità indotta optomeccanicamente in una microcavità in modalità galleria sussurrante. Su questa base, il gruppo ha utilizzato una singola cavità accoppiata con doppie guide d'onda per implementare un dispositivo fotonico versatile in quattro parti, comprese le funzioni di filtro a banda stretta, Circolatore ottico a 4 porte e amplificatore direzionale. La modalità funzione può essere commutata arbitrariamente cambiando la spia di controllo.

Per il circolatore, il segnale luminoso incidente dalle porte 1, 2, 3 e 4, uscite dalle porte 2, 3, 4 e 1, rispettivamente, costituendo un percorso circolare 1-2-3-4-1. Quando ci si concentra solo sulle porte 1 e 2, è anche un efficiente isolatore ottico; per amplificatori direzionali, la luce del segnale incidente dalla porta 1 viene amplificata ed esce dalla porta 2, Non il contrario. Quindi nella direzione di 1-2 ha un'amplificazione direzionale. Il dispositivo dimostrato può anche realizzare circolatori ottici con livello di singolo fotone e può essere generalizzato a circuiti a microonde e acustici.