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利用常规光力系统中的本征二次耦合模拟混合光力系统
摘要： 我们研究了一般腔光力系统中通过线性和二次色散耦合相互作用的光学与机械模式。本征二次光力耦合（QOC）的宇称和强度为调控光力（OM）相互作用提供了可能。通过研究正则模分裂（NMS）随QOC强度的变化，我们对这种相互作用进行了量化。该方案展现出与包含光学参量放大器或克尔介质的混合光力系统等效的NMS特征。此类系统实际上可为设计先进量子器件提供替代平台，且无需像混合光力系统那样引入额外自由度。
关键词： 腔光力学、二次型光力耦合、简正模分裂、边带分辨区域
更新于2025-09-23 15:22:29
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色散腔光力学中由位置涨落驱动的原子交换门
摘要： 利用介观器件追踪量子系统动力学是当今重要的研究课题。本文展示如何通过介观机械振子调控耦合双原子系统的动力学过程，从而实现双量子比特通用门操作。我们理论研究了典型的混合原子-光力系统：两个Λ构型全同原子被囚禁于腔内，腔模介导原子与机械振子间的相互作用。通过绝热消除损耗通道（即腔衰减和自发辐射），获得有效哈密顿量。该哈密顿量可借助振子位置涨落实现双原子交换门与√SWAP门?；谙钟惺笛椴问拦懒烁梅桨赋晒κ迪值目尚行?。
关键词： 量子门、囚禁原子、量子涨落、腔光力学
更新于2025-09-23 15:21:21
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腔光力磁力计的建模
摘要： 由磁致伸缩材料与微环光学腔耦合构成的腔光力磁场传感器，是一种尺寸仅数十微米、具有宽频带且操作方案简单的室温超灵敏磁力计。本文提出预测此类器件磁场灵敏度的通用方法，分析了多种几何构型，其中最高预测灵敏度达180皮特斯拉每平方根赫兹（对应28微米分辨率），该热噪声限制结果与先前实验观测高度吻合。此外，通过调整磁致伸缩材料的成分及其退火工艺，在相同分辨率下有望实现20皮特斯拉每平方根赫兹的灵敏度。该方法为未来基于磁致伸缩材料的光力磁力计设计开辟了道路，可能同时实现标量与矢量磁力计。
关键词： 磁力计、量子传感、腔光力学
更新于2025-09-23 15:21:01
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异常点增强了与纳米颗粒耦合的回音壁模式微腔光机械系统中的二阶边带产生
摘要： 我们理论研究了回音壁模式（WGM）微腔光力系统中二阶边带产生（SSG）现象，该系统中的WGM微腔与两个纳米颗粒耦合。这些纳米颗粒能诱导顺时针（CW）和逆时针（CCW）WGM场之间的光学耦合。通过连续调节两纳米颗粒间的相对相位角，光力系统的两个本征?；嶂芷谛约虿⒉⒊鱿炙降囊斐５悖‥Ps）。研究表明：在耦合纳米颗粒的WGM微腔光力系统中，二阶边带可通过非线性光力相互作用产生，其强度受两纳米颗粒间相对相位角的周期性调制，并在异常点处显著增强。特别地，考虑到异常点处纳米颗粒引起的频移，可灵活实现二阶边带的产生与吸收。这些成果在光学腔中高精度测量及光传播调控方面具有潜在应用价值。
关键词： 二阶边带、异常点、腔光力学
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC） - 芯片级亚波长光栅法布里-珀罗腔，面向集成腔光力应用
摘要： 亚波长光栅（SWG）周期性介质由介电常数交替的薄层构成，其周期Λ远小于入射波长，从而有效抑制衍射或干涉效应。作为良好的一阶近似，SWG介质可视为具有介电常数平均化效应的均匀无损介质[1]。2010年首次提出并验证了将SWG介质用作光学波导芯层和/或包层材料的方案[2]，通过简单光刻图案化即可实现光折射导波指数的便捷调控。此后，SWG波导在波导交叉、多模干涉仪、光学滤波器、中红外波导乃至生物传感等领域获得广泛应用[3]。我们提出将SWG波导集成于悬浮法布里-珀罗（FP）腔结构（见图1a）：腔体核心由硅/空气交替的SWG薄层构成，输入输出镜面采用直接布拉格反射器（DBR），整个结构通过两根支撑臂实现完全悬浮。本文阐述了该腔体的理论建模、工艺实现及光学特性表征——设计过程结合了采用等效折射率处理SWG介质的解析模型与二维有效折射率时域有限差分（FDTD）仿真，并在200mm绝缘体上硅（SOI）晶圆上通过电子束光刻制备波导层，最终在1520-1580nm波长范围进行全晶圆光谱测试。截至发稿时，测得2μm长腔体的光学品质因数达10,000。我们认为此类悬浮结构可用于腔光力力学领域（光学腔与机械谐振器耦合的系统[4]）。由于完全悬浮特性，该结构预期会产生机械共振，其表现类似于双端固支多孔悬臂梁（见图1c）。除传统腔长变化导致的相位偏移外，SWG波导等效折射率随周期Λ（即腔体长度）变化的特性还将引入额外相位偏移?；诖烁郊有в?，我们预期将实现强光力耦合速率。
关键词： 亚波长光栅、绝缘体上硅、光学波导、法布里-珀罗腔、腔光力学
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于混合电磁-光力系统中二阶边带生成的磁场精密测量
摘要： 实现磁场的精确测量在光学、计量学、生物科学和工程技术等诸多领域具有重要意义。随着纳米光子学的发展，光力系统因其对微弱力的极高灵敏度[参考文献：Nat. Nanotechnol. 7, 509 (2012)]，为高灵敏度测量提供了芯片级研究平台。本文提出一种基于非线性光力效应（混合电磁-光力系统中的二阶边带产生）的磁场精密测量理论方案。研究发现该系统会呈现与磁场相关的显著二阶边带频率分量生成现象，其灵敏度优于先前基于光力诱导透明效应的研究方案。数值计算表明本方案的磁场测量精度可达纳特斯拉量级甚至更高，因此该发现将为磁场精确测量提供更精准的解决方案。
关键词： 二阶边带产生、精密测量、腔光力学、磁场
更新于2025-09-09 09:28:46