All-Optical Control of Light Group Velocity with a Cavity Optomechanical System
我们从理论上证明了通过由光学腔和机械谐振器组成的腔光机系统对光群速度的完全全光控制。这种实现不依赖于腔内的特定材料，光群速度的控制源于信号光与腔内移动的光学衍射光栅之间的相互作用，类似于受激布里渊散射（SBS）。此外，我们表明，从慢光到快光的可调谐开关，可以实现只有通过简单地调整泵浦腔失谐。该方案将为光机系统中的全光光速控制开辟一条新的途径。
2010-11-23 physics.optics
A Theoretical Multi-Reflection Method for Analysis of Optomechanical Behavior of the Fabry-Perot Cavity with Moving Boundary Condition
由于方程1中的一个关键符号错误，本文已被作者撤回。
2009-01-18 physics.optics
Coherent mixing of mechanical excitations in nano-optomechanical structures
在纳米腔光机械系统中，可获得的大的每光子光力和小的运动质量的组合导致机械运动和腔光场之间的强动力学反作用。在这项工作中，我们研究了两种不同的纳米腔结构，拉链纳米梁光子晶体腔和双微盘回音壁谐振腔的机械运动的光学控制。这些腔中的强光学梯度力被示出为引入显着的光学刚性的结构，与修整的机械状态重整成光学明亮和光学黑暗的运动模式。随着机械模式之间的内部机械耦合的增加，一种形式的光学控制的机械透明度被证明类似于三能级原子介质的电磁感应透明。基于这些测量，相干传输RF/微波信号之间的光场和一个长寿命的黑暗的机械状态的建议。
2009-08-07 physics.optics
Low Power Resonant Optical Excitation of an Optomechanical Cavity
我们演示了双光束光机械腔的驱动与正弦变化的光输入功率。我们观察到的驱动机械运动，只有200 nW耦合到光腔模式。我们还研究了射频响应的泵浦功率依赖于驱动功率和探测功率。最后，我们研究了机械运动的幅度对机械腔品质因数的依赖关系。
2010-11-16 physics.optics
Optomechanical coupling in a two-dimensional photonic crystal defect cavity
周期性结构的材料可以维持光学和机械模式。本文研究和实验观察了一个模体积为$\sim$ $3(λ/n)^{3}$的二维悬浮光子晶体缺陷腔的光机械特性。观察到两个家庭的机械模式：弯曲模式，与整个悬浮膜的运动，和本地化模式的频率在GHz制度对应于本地化的声子在光学缺陷腔的衍射限制的大小。我们演示了直接测量的光机真空耦合率使用频率校准技术。最高测量值超过250 kHz，表明在这种结构中的光学和机械模式的强耦合。
2010-11-29 physics.optics
A controllable two-membrane-in-the-middle cavity optomechanical system
我们报道了一个法布里-珀罗腔中有两个介质膜的光机系统。测量了这种中间两膜系统的谐振频率，得到了有趣的类带结构图。该系统对系统参数具有很强的可控性。每个膜的位置和角度可以根据需要通过将两个膜分别放置在腔内来操纵。膜的振动模式的本征频率也可以用压电单独调谐。该方案可以直接扩展到中间多膜系统，其中涉及两个以上的膜。这样一个良好的可控多膜光学机械系统提供了一个很有前途的平台，研究非线性和量子动力学现象的多模光学机械与不同的机械振荡器。
2018-12-21 physics.optics
Optomechanical microgear cavity
提出一种单次刻蚀的光机微齿轮腔，结合声子与光子晶体结构实现光场和机械场强限制，在氮化硅中达到4.8 GHz机械共振和近红外回音壁模式，品质因数超10^7，光弹性重叠贡献达理想配置的75%。
2024-11-06 physics.optics
Near-field optomechanical transduction enhanced by Raman gain
本文提出利用Raman增益补偿腔损耗并放大可动光学腔与SiN薄膜谐振器间的近场光机械转换，实现了任意材料纳米与微机械谐振器的高灵敏度位移测量。
2024-02-13 physics.optics
Cavity Optomechanical Magnetometer
一个腔光机械磁力仪演示的磁场引起的磁致伸缩材料的膨胀被转换到一个高度顺应性的光学微谐振器的物理结构。由此产生的运动以超高灵敏度光学读出。用环形回音壁模式（TWGM）谐振器检测Terfenol-D的磁致伸缩变形时，峰值灵敏度达到了400 nT/Hz ^[5]，理论模型预测灵敏度可能高达500 fT/Hz ^[5]。这种基于芯片的磁力计结合了高灵敏度和大动态范围以及小尺寸和室温操作。
2012-02-22 physics.optics
Characterization of radiation pressure and thermal effects in a nanoscale optomechanical cavity
导波纳米结构中的光学力最近被提出作为机械致动和调谐光学元件的有效手段。在这项工作中，我们研究了由一对图案化氮化硅纳米梁组成的光子晶体光机械腔的特性。化学计量氮化硅薄膜中的内应力用于产生范围从560到40nm的束间缝隙间隙。一个通用的泵探测测量计划，确定，自洽，热机械，热光，和辐射压力效应的贡献。对于具有40 nm缝隙间隙的设备，对于强耦合对称腔超模，测得的光学梯度力为每个腔光子134 fN，产生的静态腔调谐大于寄生热机械或热光效应的五倍。
2009-06-18 physics.optics
Strong optomechanical coupling in a slotted photonic crystal nanobeam cavity with an ultrahigh quality factor-to-mode volume ratio
我们描述了一个一维硅光子晶体腔的设计，制造和表征，在该腔中，中心槽用于增强高度局部化的光学和机械模式之间的重叠。光学模式具有0.017 $(λ_{vac}/n)^3$的极小模式体积，并且测量到310 kHz的光机械真空耦合率。随着光学品质因数高达$1.2 \cdot 10^5$，制造的设备是在解析边带制度。电场在槽壁处具有其最大值，并且耦合到槽的面内呼吸运动。因此，光机耦合主要由移动边界效应，我们模拟为6倍以上的光弹性效应，在大多数结构，其中的光弹性效应往往是主要的耦合机制。
2016-06-08 physics.optics
Chip-scale cavity optomechanics in lithium niobate
我们开发了一个芯片级的腔光机系统，在单晶钛酸锂，表现出高的光学品质因数和大的频率质量的产品高达$3.6\times 10^{12}$ Hz在室温和大气。优异的光学和机械性能以及强的光机耦合使我们能够在空气中有效地激发工作在375.8 MHz的相干再生光机振荡，阈值功率为174 ${\rm μW}$。所展示的锂酸盐光机械器件具有实现电光机械混合系统的巨大潜力，可用于传感，计量和量子物理学的广泛应用。
2016-06-10 physics.optics
High-Q nested resonator in an actively stabilized optomechanical cavity
涉及微机械和纳米机械谐振器的实验需要仔细设计，以减少机械环境噪声。一种小规模片上方法是向系统添加额外的谐振器作为机械低通滤波器。不幸的是，低通滤波器固有的低频导致系统容易被机械激励。固定附加谐振器确保谐振器本身不会被环境激发。然而，这否定了低通滤波器的目的。我们解决了这个明显的悖论，通过施加主动反馈的谐振腔，从而最大限度地减少相对于前镜的光机械腔的运动。这种方法不仅主动稳定腔长，而且还保持了片上振动隔离。
2017-01-23 physics.optics
Phonon-phonon interaction as a control knob for multimode splitting in a two mirror parametrically assisted optomechanical cavity
Ministry of Education Key Laboratory for Nonequilibrium Synthesis and Modulation of Condensed Matter, Shaanxi Province Key Laboratory of Quantum Information and Quantum Optoelectronic Devices, School of Physics, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学物理学院）
研究双镜参数辅助光学机械谐振腔中声子-声子耦合对正常模式谱的影响，发现有限的声子-声子耦合能分辨第三共振峰。
2026-04-06 physics.optics
Two-dimensional phononic-photonic bandgap optomechanical crystal cavity
我们提出了一种人工晶体结构的制造和表征，该结构由硅薄膜形成，该硅薄膜具有用于微波X波段声子的全声子带隙和用于近红外光子的二维伪带隙。晶体结构中的工程缺陷用于在平面晶体的带隙中定位光学和机械共振。双音光谱被用来表征腔系统，显示出在195 THz的基本光学腔共振和9.3GHz的共局域机械共振之间的220 kHz的大真空耦合率。
2014-01-07 physics.optics
Manipulation of optomechanically induced transparency and absorption by indirectly coupling to an auxiliary cavity mode
本文从理论上研究了间接耦合辅助腔模辅助下的单微腔光机系统中的光机诱导透明和吸收现象。结果表明，两个光模之间的干涉效应起着重要作用，可以用来控制多路诱导的相消或相长干涉效应。在红边带驱动区，三路干涉可以在透明窗口内引起吸收下降，而在四路干涉下，可以在OMIT和OMIA之间来回切换。通过调节多光路干涉的相对振幅和相位，可以实现吸收峰和吸收谷之间的转换。该系统为在单个微腔中实现多路诱导透明和吸收提供了一个新的平台，为实现全光信息处理提供了一条可行的途径。
2019-10-03 physics.optics
Cavity optomechanical mass sensor in water with sub-femtogram resolution
基于双微瓶玻璃谐振腔的液腔式光机质量传感器具有亚飞秒分辨率。使用光机械锁相环的频率稳定性的评估揭示了该腔光机械传感器在水中具有最高的质量分辨率$(7.0\times2.0)\times 10^{-16}$ g，这比我们的第一代装置好四个数量级[Sci. Adv. 8，eabq2502（2022）]。这种高灵敏度的质量传感器提供了一个自由访问的光学机械探针在液体中，因此可以扩展到各种各样的原位化学和生物计量应用。
2023-02-02 physics.app-ph physics.optics
Single Photon Generation in a Cavity Optomechanical System induced by a Nonlinear Photonic Crystal
提出了一种在弱驱动非线性光子晶体混合腔光机系统中实现单光子封锁的新方案。即使当单光子光机械耦合强度小于光模衰减率时，也能实现亚泊松统计。该方案放宽了光机系统中光子封锁对强耦合的要求。结果表明，在通信波长处可以产生光子阻塞。
2017-06-08 physics.optics quant-ph
Spontaneous symmetry-breaking in optomechanical cavity
对所谓的“中间膜”光机械腔的理论研究表明，它经历了作为膜透明度的函数的自发对称性破缺。这种现象的典型特征是序参量的平方根发展和临界磁化率的发散。在合同的经典自发对称性破缺系统的铁磁体和铁电体，在考虑的系统，这种发散仍然是，由于干扰效应，一个“内部”的系统属性，这并没有揭示自己在任何发散的观察。光机械腔中的自发对称性破缺可能为增强光机械相互作用开辟一条新的途径。
2020-05-26 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanical transduction sensing of single molecules
我们报道了浸在缓冲溶液中的二氧化硅微球的窄线宽光机械振荡。通过一种新的光机械传感方法，检测到单个10 nm半径的二氧化硅珠和牛血清白蛋白（BSA）蛋白分子的分子量为66 kDalton。这种方法预测在高于1的信噪比下检测到3.9 kDalton的单分子。
2015-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optimized optomechanical crystal cavity with acoustic radiation shield
我们提出了一个光机械晶体纳米梁腔的设计，结合有限元模拟与数值优化，并考虑了移动介质边界和光弹效应所产生的光机械耦合。应用这种方法得到的纳米梁实验实现的固有光学Q因子为1.2x10^6，机械频率为5.1GHz，机械Q因子为6.8x10^5（T=10K），零点运动光机耦合率为g=1.1MHz。
2012-06-11 physics.optics quant-ph
Microwave assisted coherent and nonlinear control in cavity piezo-optomechanical system
我们提出了一个腔压电光学机械系统，微波和光学自由度耦合通过超高频机械谐振器。利用三个相互作用模之间的相干性，我们证明了光放大，相干吸收和更一般的非对称Fano共振。强大的压电驱动器进一步允许访问的大振幅引起的光学机械非线性，与高次谐波通过多声子散射的光学透明性被证明。
2014-04-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Entangling cavity modes in a double-cavity optomechanical system
研究了强耦合条件下双腔光机系统中腔模的纠缠。该系统由两个光机械系统组成，它们之间通过单光子跳跃耦合。在光子辐射压力的作用下，腔模之间可以产生纠缠。腔模之间的并发至少是机械模之间的并发的两倍。此外，当改变耦合强度与机械模共振频率的比值时，对腔场和机械模的纠缠度的影响也不同。
2018-03-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Cavity polariton optomechanics: Polariton path to fully resonant dispersive coupling in optomechanical resonators
半导体纳米结构中的共振光弹耦合为光机械谐振器中强烈增强的光-声相互作用开辟了新的前景。然而，一个潜在的问题是当接近谐振时，由耗散引起的腔Q因子的降低。在这封信中，我们表明，光-物质过程中的腔极化激元调解克服了这一限制，允许一个强烈增强的光子-声子耦合没有显着的寿命减少强耦合制度。设想在PetaHz/nm范围内的巨大光机耦合因子，比由腔镜的机械位移产生的反作用大三个数量级。
2014-05-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical coupling to nanoscale optomechanical cavities for near quantum-limited motion transduction
作为量子实验和经典计量学的测试平台的芯片级腔光学机械装置的发展中的一个重大挑战在于将来自纳米级光学模体积的光耦合到传统的光学元件，例如透镜和光纤。在这项工作中，我们展示了一个高效率，单面光纤耦合平台的光机械腔。通过在光子晶体拉链腔和固定光纤之间引入一个绝热波导锥来实现单模转换，在腔谐振波长为1538nm处，实现了52%的腔内光子收集效率。在3.3 MHz的基本面内机械共振的位移波动的光学平衡零差测量表明，不精确的噪声地板在于一个因素的2.8以上的标准量子限制（SQL）连续位置测量，与预测的总增加噪声的1.4声子在最佳的探测功率。极低的测量噪声和强大的光纤对准的组合提出了对这些类型的集成微光机械腔的单声子灵敏度的重大进展。
2013-02-07 physics.optics quant-ph
Fiber-Cavity-Based Optomechanical Device
我们描述了一种光学机械装置，包括一个基于光纤的光学腔，包含氮化硅膜。与典型的自由空间谐振腔相比，光纤谐振腔的小模尺寸（10 μm的束腰，80 μm的长度）允许使用更小、更轻的膜，并将谐振腔与膜的线性耦合提高到3 GHz/nm，将二次耦合提高到20 GHz/nm ^[2]。该器件本身也是光纤耦合的，并使用玻璃套管进行被动对准。这些改进将大大简化光学机械系统的使用，特别是在低温环境中。在室温下，我们期望这些装置能够检测辐射压力的散粒噪声。
2012-11-08 physics.optics quant-ph
Cavity piezooptomechanics: piezoelectrically excited, optically transduced optomechanical resonators
我们提出了一种单片集成氮化铝（AlN）光机械谐振器，其中的机械运动由压电力驱动，位移由一个高Q值的光学腔转换。AlN光机械谐振器通过一个小的气隙从射频电极激发，以消除谐振器到电极的损耗。我们观察到电激励的机械运动在47.3 MHz，1.04 GHz，和3.12 GHz，分别对应于第一，第二，和第四径向轮廓模式的车轮谐振器。一个等效电路模型来描述所观察到的Fano谐振频谱。
2013-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser noise in cavity-optomechanical cooling and thermometry
我们回顾和研究量子和经典波动的作用，在最近的腔光学机械实验，现在已经达到了量子制度（机械声子占有率< 1），使用解决边带激光冷却。特别是，激光噪声加热的机械谐振器和光学转换的机械光谱的形式，修改量子和经典的激光噪声挤压，在各种测量条件下导出。利用这一理论，我们分析了我们最近的基态激光冷却和动态边带不对称实验与纳米光机械晶体谐振器。
2012-10-09 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics in a fiber cavity: the role of stimulated Brillouin scattering
我们通过数值模拟和一个简单的理论模型研究了受激布里渊散射在光纤腔中的作用，发现实验、模拟和理论之间有很好的一致性。我们还研究了一个基于光纤腔的光机系统在非线性布里渊散射的存在。使用模拟和理论，我们表明，这种混合光学机械系统增加光学机械阻尼低机械谐振频率在未解决的边带制度。此外，最佳阻尼发生在与标准光学力学形成鲜明对比的蓝色失谐。我们研究这种混合光机械系统是否能够冷却到量子基态的机械振荡器。
2022-01-13 physics.optics quant-ph
On-Fiber Optomechanical Cavity
通过在光纤的尖端上对悬挂的金属反射镜进行图案化来制造完全在光纤上的光机械腔。实验证明了悬置反射镜的光致自激振荡。我们讨论了采用光纤光机械腔传感应用的可行性。理论分析评估建议的传感器，这是假设在自激振荡的区域中操作的灵敏度，并将结果与实验数据进行比较。此外，在自激振荡的区域中获得的灵敏度在理论上与通过施加振荡外力驱动强迫振荡时可实现的灵敏度进行比较。
2012-10-27 physics.ins-det physics.optics
Mode locking in an optomechanical cavity
实验研究了一种集成机械谐振镜和光放大器的光纤环形腔。该器件表现出多种有趣的非线性效应，包括同步和自激振荡。当光学环形腔的频率被调谐到非常接近悬挂镜的机械频率时，观察到被动产生的光脉冲。在这个机械锁模过程的阈值处的光功率被发现与光放大器的量子噪声有关。
2020-02-04 physics.optics quant-ph
Phonon routing in integrated optomechanical cavity-waveguide systems
光的力学性质已被广泛用于操纵气相原子和离子，帮助创造新的物质状态并实现复杂的量子相互作用。光腔力学领域致力于将这种相互作用扩展到更大的，甚至是人类大小的机械物体。超越了典型的法布里-珀罗腔与一个可移动的镜子，在这里，我们探索一个新的范例，其中多个腔光机械元件连接在一起，形成光机械电路。利用一对通过声子波导耦合在一起的光机械腔，我们演示了一个可调延迟和滤波器的微波光信号处理。此外，我们实现了一个紧密结合的形式之间的机械耦合遥远的光机械腔，导致直接的声子交换没有耗散的波导。这些测量结果表明，声子路由为基础的信息处理的光机械晶体电路的可行性，并进一步，实现光子和声子的拓扑相位的光机械腔晶格的可能性。
2015-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Forced and self-excited oscillations of an optomechanical cavity
我们实验研究强迫和自振荡的光机械腔之间形成的光纤布拉格光栅，作为一个静态的反射镜和之间的自由悬挂的金属机械谐振器，作为一个移动的反射镜。在小振幅机械振荡域中，我们发现光机耦合表现为机械谐振器的有效谐振频率、阻尼率和三次非线性的变化。此外，在一定的光功率阈值以上，观察到微机械镜的自振荡。实验结果和理论模型之间的比较，我们最近提出了一个很好的协议。比较还表明，占主导地位的光机耦合机制是加热的金属镜由于光吸收。
2011-04-17 cond-mat.other physics.optics
Giant optomechanical coupling and dephasing protection with cavity exciton-polaritons
电子共振可以显著增强腔光学力学中的光子-声子耦合，但是通常由于吸收损耗和由不均匀加宽引起的失相而被避免。我们的实验表明，激子极化激元在半导体微腔使GHz的光力学与单粒子共振耦合达到记录值在10秒的MHz范围。此外，这种共振增强受到拉比间隙的保护，不受非均匀加宽的影响。单极化激元非线性和光机械强耦合制度成为在这个平台上访问。
2022-12-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Microwave generation and frequency comb in a silicon optomechanical cavity with a full phononic bandgap
腔光力学已成为利用光场控制机械运动的有力工具。当用蓝失谐激光驱动光机械腔时，机械运动被放大，最终导致声子激射。在这项工作中，我们表明，硅光机械晶体腔可以被用来作为一个光电振荡器时，驱动到声子激射条件。为此，我们使用的光机械腔设计有呼吸般的机械模式振动在$Ω_{m}/2π=$ 3.897 GHz的全声子带隙。我们的测量结果表明，一次谐波显示在100 kHz的相位噪声为-100 dBc/Hz，这是一个相当大的值为一个自由运行的振荡器。更强的蓝色失谐驱动最终导致形成光机械频率梳，其中线由机械频率间隔开。我们还测量了高阶谐波的相位噪声，并表明，与布里渊振荡器不同，噪声增加对应于经典谐波混频。最后，我们提出了实时测量的梳状波形，并表明它可以调整到最近提出的理论模型。我们的研究结果表明，硅光机械腔可能是微波光子学和光学RF处理中的相关元件，特别是在需要低重量，紧凑性和光纤互连的学科中。
2019-12-13 physics.app-ph physics.optics
Controllable optical response by modifying the gain and loss of a mechanical resonator and cavity mode in an optomechanical system
本文从理论上研究了由无源光腔和有源机械谐振腔组成的强驱动光机系统。当光机械耦合强度变化时，观察到相变，这是类似于在$\mathcal{PT}$对称系统中观察到的那些。通过改变机械谐振器的增益和光腔模的损耗，可以控制光的传输。特别是，我们发现：（i）对于平衡的增益和损耗，可以通过控制场改变光机械耦合强度来调谐光放大和吸收;（ii）对于不平衡的增益和损耗，即使具有微小的机械增益，也可以在临界点附近观察到光机械诱导的透明和反常色散，这表现出超长的群延迟。时间延迟$τ$可以通过控制场调节光机耦合强度来优化，并且与常规光机系统（$τ\sim1$ $μ\mathrm{s}$）相比，时间延迟$τ$提高了几个数量级（$τ\sim2$ $\mathrm{ms}$）。机械增益的存在使得群延迟对环境扰动更鲁棒。我们的建议提供了一个强大的平台来控制光传输使用$\mathcal{PT}$ -仿石光机系统。
2016-09-08 physics.optics quant-ph
Optical memories and transduction of fields in double cavity optomechanical systems
使用电磁感应透明，我们展示了如何光机械系统可以被用来作为存储元件以及光场的转导。我们使用双腔光学机械系统，以促进此类应用。通过调谐第二腔的频率，可以产生各种频率的输出场。我们提出了由驱动第二腔的场的功率和失谐量控制的稳态行为的分析结果。
2012-10-15 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
A cavity optomechanical locking scheme based on the optical spring effect
提出了一种基于光弹簧效应的腔光机器件主动稳长和频率失谐锁定方案。该方案可以作为替代的Pound-Drever-Hall锁定技术，但相比之下，不需要信号处理的时间尺度上的腔衰减率。因此，它特别适合于稳定微腔，其中该时间尺度可以非常快。误差信号通过光学弹簧效应产生，即，色散耦合到腔内光场的纳米机械振荡器的失谐相关频移。我们解释了锁定的功能原理，并在带宽和增益曲线方面表征其性能。光学弹簧锁定方案可以在各种光学机械系统中在未分辨边带区域中不需要更大的努力而实现。
2020-04-10 physics.ins-det physics.optics
Twisting Optomechanical Cavity
机械旋转和振荡的频率比光的频率低得多，因此它们通常不会相互耦合。在这封信中，我们表明，扭转机械振荡的光学腔可以耦合到光学模式，通过引入双折射，产生非简并模式在腔中：普通和非常的光线。扭曲空腔混合它们并调节电磁能量。通过对总能量的量子化，得到了扭转光机械哈密顿量，揭示了光可以共振驱动扭转振动。
2022-10-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Two-Dimensional Optomechanical Crystal Cavity with High Quantum Cooperativity
光机系统为量子信息处理和量子传感提供了新的机会。许多固态量子器件在毫开尔文温度下工作-然而，由于其有限的热导和寄生光吸收，在这些超低温下操作纳米级光机械器件已被证明具有挑战性。在这里，我们展示了一个二维光机械晶体谐振器，能够实现大的协同性$C$和小的有效浴占用$n_b$，导致在连续波光驱动下的量子协同性$C_{\text{eff}}\equiv C/n_b \approx 1.3 > 1$。这是通过使用二维声子带隙结构来容纳光机械腔来实现的，同时隔离带隙中感兴趣的声学模式，同时允许通过带隙外部的声子模式去除热量。这一成就为需要量子相干光机械相互作用的各种应用铺平了道路，例如能够在微波频率超导量子线路和光纤网络中的光子之间进行量子态双向转换的换能器。
2019-10-07 physics.optics quant-ph
Radiation-Pressure-Mediated Control of an Optomechanical Cavity
我们描述并演示了一种在强光学弹簧存在下利用辐射压力控制失谐可动镜法布里-珀罗腔的方法。在低于光学弹簧共振的频率下，腔的自锁本质上是通过腔场和可移动端镜之间的光机械（OM）相互作用来实现的。OM相互作用导致反射镜的高刚度和对外力的降低的敏感性。然而，由于腔中的有限延迟时间，这种增强的刚性伴随着反阻尼力，这使腔不稳定。通过在光学弹簧谐振附近的频带中施加外部反馈来稳定腔。用光电探测器在发射光束的振幅正交中感测误差信号。在腔的输入路径中的振幅调制器调制光强度以提供稳定的辐射压力。
2017-12-04 physics.optics quant-ph
Optomechanical photon shuttling between photonic cavities
光力驱动的光子器件的机械运动提供了光场之间耦合的深刻手段。这些光学机械效应的当前焦点一直是腔光学机械系统，其中共定位的光学和机械模式强烈地相互作用，以使光子和声子之间的波混合和机械模式的反作用冷却。或者，扩展的机械模式也可以在传播的光场或多个本地化的光学模式的距离诱导强烈的非局部效应。在这里，我们展示了一种新型的多腔光机械器件：“光子跷跷板”，其中扭转光机械运动可以在两个光子晶体纳米腔之间穿梭光子。跷跷板两侧各有一个谐振腔，其谐振频率通过设备的旋转进行反对称调制。将光子泵浦到一个腔中激发光机械自振荡，其强烈地调制腔间耦合并且在每个振荡周期期间以良好调节的方式将光子穿梭到另一个空腔。
2014-09-03 physics.optics quant-ph
Single-photon blockade in optomechanical photonic crystal cavity with third-order nonlinearity
对弱驱动下具有克尔型非线性的光机械光子晶体腔中的光子统计特性进行了解析和数值分析。通过计算零时延二阶关联函数$g^{(2)}(0)$，证明了单光子阻塞效应。通过求解薛定谔方程得到的解析结果与通过数值求解量子主方程得到的结果完全一致。最先进的设备参数的实验可行性进行了讨论。结果表明，即使在较低的非线性极化率参数和较弱的单光子光机械耦合条件下，系统也能在通信波长处产生光子阻塞，并且对纯退相引起的退相干具有很强的鲁棒性。
2016-12-22 physics.optics quant-ph
Optomechanical Cavity with a Buckled Mirror
本文研究了一种以弯曲悬臂梁为反射镜的光机腔。梁的机械共振频率在屈曲温度附近有一个最小值。与通常的情况相反，在这种情况下，悬挂镜的自激振荡是由注入蓝色失谐激光光引起的，在我们的情况下，观察到红色失谐光的自激振荡。这些观测结果归因于作用在向内方向（即朝向其他镜子）的屈曲镜上的延迟热（即测辐射热）力。在较高的激光功率下，还观察到了其他有趣的效应，包括自激振荡的倍周期和模间耦合。
2012-07-04 cond-mat.other physics.optics
Tunable linear and quadratic optomechanical coupling for a tilted membrane within an optical cavity: theory and experiment
我们提出了一个实验研究的光学机械系统形成的振动薄半透明膜内的高精细光学腔。我们表明，光学腔模式和振动模式的膜之间的耦合可以通过改变膜的位置和方向进行调谐。特别是，我们证明了一个大的二次色散光机械耦合对应于避免交叉弱耦合在膜表面的散射光腔模式。用腔本征模的一阶微扰处理很好地解释了实验结果。
2011-12-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Self-excited oscillation and synchronization of an on-fiber optomechanical cavity
我们研究了一个完全光纤光机械腔，并表征其性能作为传感器。通过在光纤尖端附近图案化悬挂的金属镜并通过在光纤内部引入静态反射器来形成腔。光致自激振荡（SEO）观察到的阈值以上的注入激光功率。可以通过周期性地调制注入到腔中的光功率来同步SEO相位。研究了系统在同步区域的噪声特性。此外，频谱是在调制频率的不同值附近测量的，在该调制频率处发生锁相。一个普遍的行为是揭示在相位锁定和自由运行的SEO区域之间的过渡。
2019-05-09 physics.optics quant-ph
Modelling of cavity optomechanical magnetometers
腔式光机械磁场传感器通过将磁致伸缩材料耦合到微环形光学腔而构造，其作为具有数十微米尺寸和宽带宽的超灵敏室温磁力计，与简单的操作方案相结合。在这里，我们开发了一个通用的配方来预测这些设备的场灵敏度。对几种几何构型进行了分析，在28~ $μ$ m分辨率下，预测的最高灵敏度为180~p $\textrm{T}/\sqrt{\textrm{Hz}}$，与以前的实验观测符合得很好。此外，通过调整磁致伸缩材料的成分及其退火工艺，在相同的分辨率下，有可能获得与20~p $\textrm{T}/\sqrt{\textrm{Hz}}$一样好的灵敏度。该方法为今后设计基于磁致伸缩材料的光机械磁力计铺平了道路，可能允许标量和矢量磁力计。
2018-05-15 physics.app-ph physics.optics
Controlling photothermal forces and backaction in nano-optomechanical resonators through strain engineering
Center for Nanophotonics, AMOLF（AMOLF光子学中心）；Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer（雷纳托·阿切尔信息技术中心）
通过纳米尺度结构设计，实现对纳米光学机械谐振器中光热力和辐射压力力的精确控制，以优化系统性能。
2025-12-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent Control of Fano Resonances in a Macroscopic Four-Mirror Cavity
我们演示了相干控制的光机械诱导的透明度和法诺共振的四镜宏观光机械腔，有两个可移动的镜子，每个驱动的外部机械泵。相干机械泵的振幅和相位的可变控制提供了调谐Fano轮廓的形状和性质的手段。此外，我们的计划表明，可调的光学机械功能的发生，即使在非常低的机械驱动场振幅，在宏观光学机械腔。
2019-05-02 physics.optics quant-ph
Multimode optomechanical dynamics in a cavity with avoided crossings
腔光学力学为控制光场和机械运动提供了强有力的方法。许多建议已经预测，这种控制可以在多个腔模式通过单个机械振荡器的运动彼此耦合的设备中得到相当大的扩展。在这里，我们研究这样一个多模光机械设备的动力学特性，其中腔模式之间的耦合的结果从机械诱导避免交叉腔的频谱。在避免的交叉点附近，我们发现光学弹簧显示出由腔模之间的相互作用产生的独特特征。精确地在一个避免的交叉，我们表明，特定形式的光学弹簧提供了一个经典的模拟的量子非爆破测量的腔内光子数。机械振荡器的布朗运动，在这些测量中的噪声的一个重要来源，是最小化操作的设备在低温温度（500 mK）。
2014-09-10 physics.optics quant-ph
Optical bistability and cooling of a mechanical oscillator induced by radiation pressure in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了超冷二能级原子系综腔的光反馈对光机械腔谐振器中平均腔内光场所表现出的非线性行为和机械振子的基态冷却效应的影响。光学双稳可以通过调节单个驱动激光器的频率和功率以及改变原子腔中的原子-腔耦合强度来控制。在良好和不良腔限制下对机械振荡器的冷却的研究表明，即使在室温下，与通用的光学机械设置相比，混合系统在冷却方面也更有效。从本质上讲，我们的工作着重于与原子腔的耦合对光机械腔中辐射压力效应的影响。
2015-03-12 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Intermittency in an Optomechanical Cavity Near a Subcritical Hopf Bifurcation
实验研究了超导微波传输线谐振腔中嵌入振荡机械谐振器的光机械谐振腔。机械谐振器和微波腔之间的可调谐光机械耦合是通过在机械谐振器上方放置一根镀铱的单模光纤来引入的。机械谐振器和涂层光纤之间的电容引起光机械耦合，这可以通过改变光纤-谐振器距离来控制。我们研究了辐射压力引起的自激振荡作为微波驱动参数（频率和功率）的函数。极限环和稳态行为之间的间歇性观察与蓝色失谐的驱动频率。实验结果是占一个模型，该模型考虑到达芬类非线性的微波腔。一个稳定性分析揭示了一个亚临界的Hopf分岔附近的区域，观察到的不稳定性。
2014-05-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dueling Dynamical Backaction in a Cryogenic Optomechanical Cavity
动态反作用已被证明是腔光学力学中的通用工具，允许使用受限的光学光子精确操纵机械谐振器的运动。在这项工作中，我们提出了测量的硅回音壁模式的光机械腔，其中反作用源于相对的辐射压力和光热力，与前者支配的光机械弹簧效应和后者管理的光机械阻尼。在足够高的光输入功率，我们表明，光热力驱动的机械谐振器进入自振荡的泵浦光束失谐到较低的频率侧的光学谐振，相反，人们会期望一个辐射压力为主的optomechanical设备。使用一个完全非线性模型，我们适合的滞后响应的光机腔提取其属性，表明这种非边带分辨设备存在的制度，光热阻尼可以用来冷却其运动的量子基态。
2019-01-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Controllable optical bistability in a cavity optomechanical system with a Bose-Einstein condensate
研究了具有玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）的双模光机系统的光学双稳性。通过研究稳态解的行为，我们展示了在一定范围的腔泵失谐和泵振幅下，OB如何在系统中发展。然后，我们研究了腔光子的衰减率和腔与BEC之间的耦合强度以及泵浦原子失谐量对系统光学行为的影响。我们发现，通过适当调节衰减率、耦合强度和失谐量，可以控制双稳曲线的OB阈值和宽度。通过应用Routh-Hurwitz准则，我们得到了OB曲线不同分支的稳定性条件。此外，通过引入系统的有效势，得到了一个简单的物理解释。
2018-09-23 physics.optics quant-ph
