Combination of dissipative and dispersive coupling in the cavity optomechanical systems
Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Quantum Technology Centre, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学量子技术中心）
本研究分析了兼具耗散与色散耦合的Fabry-Perot腔光力学系统，发现其共振泵浦下可产生纯耦合不具备的光学刚度，可实现优于SQL的微力检测及更宽参数范围的可控光压挤压。
2022-01-24 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Optomechanical system with tunable dissipative and dispersive couplings
State Key Laboratory of Quantum Optics and Quantum Optics Devices, Institute of Opto-Electronics, Shanxi University（山西大学光电研究所量子光学与量子光学器件国家重点实验室）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（山西大学极端光学协同创新中心）
通过法布里-珀罗腔和机械振子，实现了耗散与色散耦合比从25到0.02的连续调谐，跨越三个数量级，为探索量子效应和量子极限测量提供了平台。
2026-06-09 physics.optics quant-ph
Ground-state cooling of dispersively coupled optomechanical system in unresolved sideband regime via dissipatively coupled oscillator
在色散耦合振荡器的光机械冷却中，仅可能在分辨边带区域中达到振荡器基态，其中腔模线宽小于被冷却的机械振荡器的谐振频率。在本文中，我们表明，色散耦合系统可以冷却到基态在未解决的边带制度使用辅助振荡器，这是耦合到相同的光学模式通过耗散相互作用。辅助振荡器的谐振频率接近目标振荡器的谐振频率;因此，辅助振荡器也处于未分辨边带状态。我们只需要一个单一的蓝色失谐激光模式来驱动腔。
2016-04-12 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Strong coupling of an optomechanical system to an anomalously dispersive atomic medium
我们研究了一个光机械混合系统，其中一个膜振子耦合到一个内腔$Λ$型三能级原子介质的基态集体自旋。在双光子共振附近，原子相干性和两束拉曼泵浦光产生的反常色散对腔场响应有很大的影响。由于光子在腔中的超光速传播，光机械相互作用，因此辐射压力大大增强。这样的改进有助于在室温热环境下机械振荡器的基态冷却。而且，它可以大大提高位移测量的灵敏度和带宽。在这样的系统中，即使在单量子水平上，也可以在很小的腔内光子数上实现机械振子与腔场之间的光控强耦合相互作用，这对于弱光非线性光子学和机械场中非经典量子态的产生具有重要意义.
2014-07-14 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Generating quadrature squeezed light with dissipative optomechanical coupling
最近的示范冷却的宏观氮化硅膜的基础上耗散耦合耗散耦合的光机系统作为有前途的候选人压缩。我们从理论上证明了共振腔中的这种系统可以产生与色散耦合产生的压缩相当的压缩。我们还报告了色散和耗散耦合的综合效应所产生的压缩，因此该设备可以在一个政权或其他操作。我们推导出最大频率和正交角观察压缩给定的光机耦合强度。我们还讨论了温度对压缩的影响。
2016-07-18 physics.optics quant-ph
Dissipative and Dispersive Optomechanics in a Nanocavity Torque Sensor
实验观察到耗散和色散的光机耦合在光子晶体分裂光束纳米腔检测纳米级扭矩源优化。高达约$500$ MHz/nm的耗散耦合和$2$ GHz/nm的色散耦合使得能够测量亚pg级扭转和类螺旋机械共振，其热限制扭矩检测灵敏度在环境条件下为1.2 $\times 10^{-20} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$，在低真空下为1.3 $\times 10^{-21} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$。光机械耦合机制之间的干扰被观察到，以提高检测灵敏度，并产生机械模式依赖的光机械波长响应。
2014-09-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Flexure-Tuned Membrane-at-the-Edge Optomechanical System
介绍了一种被动对准的弯曲调谐腔光学机械系统，在该系统中，膜位于距离法布里-珀罗光学腔的一端镜几微米的位置。通过使膜通过其硅支撑框架的轻微弯曲而移位（即，到~80 m曲率半径（ROC）），我们获得了可用的光机械耦合的全部范围，还发现光谱没有表现出通常在“中间膜”（MIM）系统中发现的突然不连续性。更积极的挠曲（3 m ROC）实现>15微米的膜行程、毫弧度倾斜调谐和波长尺度（1.64 $\pm$ 0.78微米）的膜-镜分离。我们还提供了一套完整的解析表达式，该系统的领先阶色散和耗散光机耦合。值得注意的是，该系统可以潜在地产生比MIM系统可能产生的数量级更大的线性耗散或二次色散强耦合参数。此外，它可以产生与MIM系统相同的纯二次色散耦合，但具有显著抑制的线性耗散反作用（和力噪声）。
2019-08-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optomechanical Transduction and Characterization of a Silica Microsphere Pendulum via Evanescent Light
与传统的色散控制系统相比，耗散光力学在制冷方面具有一些优势。在这里，我们研究的光学响应的类石英，微球摆，倏逝耦合到光纤锥。在回音壁谐振腔中，腔模和摆的运动导致色散和耗散的光机相互作用。这种独特的机制导致实验上可观察到的，不对称的响应函数的转导光谱，这可以用耦合模理论解释。的光机转导，以及它的关系，外部耦合间隙，进行了研究，我们表明，实验行为是在很好的符合理论预测。深入了解这一机制是必要的，以探索捕获和冷却耗散光学机械系统。
2015-06-17 physics.optics
Transverse Optomechanical Interaction Mediated by Mechanically Induced Symmetry Breaking: Hamiltonian Dynamics
Queens College of CUNY（纽约市立大学皇后学院）；Graduate Center of CUNY（纽约市立大学研究生中心）
研究由机械诱导对称性破缺介导的横向光机械相互作用的哈密顿动力学，通过模式耦合实现光与机械运动能量交换的相干控制，在无外部驱动或耗散时也能产生丰富动力学及多种现象。
2026-07-17 physics.optics
Guided modes in a spatially dispersive wire medium slab
我们研究了金属丝介质平板中的导模，同时考虑了结构中的非局域性和损耗。我们表明，由于线介质是一个extremeley空间色散超材料的事实，非局域性的效果起着关键的作用，因为它会导致在其他正交导模之间的耦合。我们观察到强耦合和弱耦合的影响，这取决于系统中的损失水平。
2013-11-01 physics.optics
Near-field tuning of optomechanical coupling in a split-beam nanocavity
利用可调谐倏逝波耦合来改变分束光子晶体纳米腔中的光机械相互作用。一个光纤锥形探针被用来重新归一化的光学纳米腔场，并引入一个耗散光机械耦合通道，重新配置和增强设备的光学和机械谐振之间的耦合。光纤锥的定位允许优先耦合到特定的机械模式，并提供了一种用于调谐耗散和色散耦合机制之间的光机械相互作用的机制。
2014-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental exploration of the optomechanical attractor diagram and its dynamics
我们演示了实验探索的吸引子图的光学机械系统的光学力补偿的机械损失。在这种情况下，发生稳定的自激振荡，但仅限于特定的镜振幅和激光失谐。我们证明，我们可以放大的机械模式的振幅500倍以上的热振幅在300 K。缺乏不稳定或混沌运动使我们能够操纵我们的系统进入一个非平凡的稳定状态，并探索自激振荡的动力学非常详细。
2015-04-23 physics.optics
Strong-coupling effects in dissipatively coupled optomechanical systems
在本文中，我们研究腔光学机械系统中的机械振荡器的位置调制的谐振频率（色散耦合）和线宽（耗散耦合）的腔模式。利用量子噪声方法计算了光阻尼和光致频移。我们发现，耗散耦合系统具有两个参数区域提供放大和两个参数区域提供冷却。为了研究强耦合机制，我们精确求解线性化的运动方程并计算机械光谱和光谱。除了签名的正常模式分裂是类似的情况下，纯粹的色散耦合，光谱包含一个惊人的功能，我们追溯到法诺线形状的力谱。最后，我们表明，纯粹的耗散耦合可以导致光机械诱导透明，这将提供一个方便的实验方法来观察正常模式分裂。
2013-05-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dissipative and dispersive cavity optomechanics with a frequency-dependent mirror
本文研究了包含悬浮 Fano 镜的光力学系统，构建了包含色散与耗散耦合的量子模式理论，发现通过强光学模式耦合实现有效边带分辨，可在未分辨边带区实现室温基态冷却。
2024-03-06 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics with a suspended resonant mirror
Aarhus University（奥胡斯大学）
该研究构建含悬挂氮化硅膜谐振镜的平面腔，通过分析与模拟探究色散光力学，实验发现光学弹簧幅度远超模型预测，推测源于光热效应并提出现象学模型。
2026-08-04 physics.optics
Enhanced quantum nonlinearities in a two mode optomechanical system
在腔光学力学中，纳米机械运动耦合到局部光学模式。当单个声子引起的光频移与腔线宽相当时，就达到了单光子强耦合的状态。我们考虑在这个制度，包括两个光学模式和一个机械模式的设置。对于与能级分裂接近共振的机械频率，我们发现光子-声子和光子-光子相互作用被显著增强。除了在一个新的制度色散声子检测，这提供了光机械光子测量的前景。我们研究这些QND检测过程中使用解析和数值方法。
2012-06-12 cond-mat.mes-hall 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
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
Dispersive Perfectly Matched Layer and high order Absorbing Boundary Conditions for the computation of Quasinormal modes of open electromagnetic structures
本文研究开放电磁结构中准正规模式计算的有界域截断问题，重点分析色散完美匹配层与高阶吸收边界条件在有限元框架下处理辐射损耗的效果。
2023-07-06 physics.comp-ph physics.optics
Hybrid optomechanical cooling by atomic $Λ$ systems
我们研究了一个由腔光机械器件与超冷量子气体光耦合组成的混合量子系统。我们表明，超冷气体的色散特性可以用来显着修改的机械谐振器的光机响应。我们研究混合方案，其中机械谐振器耦合到超冷气体的运动或自旋自由度。在任何一种情况下，我们发现由于这种混合动力相互作用，光机械冷却的增强超过两个数量级。值得注意的是，基于腔光学机械设备的演示参数，我们确定制度，使基态冷却的谐振器从室温。此外，这里考虑的混合系统代表了一个强大的接口，使用超冷量子气体的状态准备，传感和量子操纵的介观机械谐振器。
2014-07-03 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
Proposal for a near-field optomechanical system with enhanced linear and quadratic coupling
我们提出了一个现实的系统与分离的光学和机械自由度，其中高机械质量的氮化硅膜放置在一个高光学质量的回音壁微腔。强烈增强的线性光机耦合，同时在本系统中的低光学和机械损耗，结果在一个显着的单光子合作超过300。光机械系统中的这种前所未有的协同性使得在低光强下的光学非线性成为可能，并且在产生、存储和实现量子态方面具有巨大的潜力。此外，该装置产生比迄今为止实现的显著更强的二次光机耦合，这对于测量具有高信噪比的声子散粒噪声是期望的。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
Si$_3$N$_4$ nanobeam optomechanical crystals
综述了Si $_3$ N $_4$纳米束光机械晶体的研究进展。这些结构由350 nm厚、700 nm宽的双钳位Si $_3$ N $_4$纳米梁组成，该纳米梁被周期性地图案化有引入缺陷区域的空气孔阵列。周期性图案化同时产生用于980 nm波段光子的光子带隙和用于4 GHz声子的声子带隙，其中缺陷区域用于将光学和机械模式共定位在它们各自的带隙内。这些光学和机械模式以耦合率$g_{0}/2π\approx$ 100 kHz色散地相互作用，其描述了由于机械模式的零点运动而引起的腔模式光学频率的偏移。通过与机械模式的相互作用产生的光学边带位于光学腔线宽之外，使得该系统能够在需要边带分辨操作的应用中使用。随着审查的基本设备的设计，制造和测量程序，我们提出了新的结果，改善光学品质因数（高达$4\times10^5$），通过优化光刻，HF酸表面处理后的设备的测量，和温度依赖的测量机械阻尼之间的6~K和300~K。测量高达$\approx2.6\times10^{13}$ Hz的频率-机械品质因数乘积$\left(f{\times}Q_m\right)$。
2014-12-04 physics.optics
Theory of noiseless phase-mixing amplification in a cavity optomechanical system
量子力学对放大的极限的研究，无论从基础层面还是从潜在应用的角度来看，都是一个重要的课题。我们在这里提出了一种新的设置的光机械放大器，由一个机械谐振器分散耦合到一个光机械腔周围的机械边带不对称驱动。我们表明，在一般的理由，本放大器工作在一个新的制度-我们在这里称之为相位混合放大。同时，对于适当的参数选择，这里提出的放大器作为相敏放大器操作。此外，我们表明，这两种配置允许放大低于标准的量子限制在一个参数范围内兼容的微波电路光力学的当前实验。
2016-10-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Levitated cavity optomechanics in high vacuum
我们报告的光陷二氧化硅纳米粒子（$143~$ nm直径）的高真空（$4.3\times 10^{-6}~$毫巴）的驱动法布里-珀罗腔场的色散耦合。我们展示了纳米级的控制在定位粒子相对于腔场的强度分布，这允许访问线性，二次和三级光机械相互作用中解决边带制度。我们确定了系统的所有相关耦合率，即机械和光学损耗以及光机械相互作用，并获得了$C_Q = 0.01$的量子协同性。基于所提出的性能，通过进一步减小腔的模式体积，强协同性（$C_Q > 1$）的制度显然是触手可及的。
2019-02-18 physics.optics
Observation of generalized optomechanical coupling and cooling on cavity resonance
光场与腔镜运动之间通过辐射压的光机耦合对于宏观量子物理的探索和引力波的探测具有重要意义。它已被用来冷却机械振荡器到其量子基态，并已被认为是提高GW检测器的灵敏度，例如通过光学弹簧效应。在这里，我们提出了广义的，即色散和耗散的光机耦合，与宏观（1.5毫米）^2大小的氮化硅（SiN）膜在腔增强迈克尔逊型干涉仪的实验表征。我们报告的第一次强大的光学机械冷却耗散耦合的基础上，即使在腔谐振，在良好的协议与理论。我们的结果将允许新的实验制度，在宏观量子物理和GW检测。
2015-01-26 cond-mat.mes-hall gr-qc physics.optics
Interactive optomechanical coupling with nonlinear polaritonic systems
本文研究了光机械腔中与光子强耦合的准粒子相互作用系统。系统的简正模由混合极化激元准粒子表示，获得了有效的非线性。其强度受机械模式的存在的影响，并且取决于腔的谐振频率。这导致了一种交互式的光机耦合，不同于先前研究的色散和耗散耦合光机系统。的紧急互动耦合示出产生有效的高阶光学非线性项，是四次的极化激元数。我们考虑特定的激子极化激元和偶极化激元系统，并表明，由于相互作用耦合引起的有效光学非线性可以超过克尔非线性项的强度，如极化激元极化激元相互作用所产生的强度。作为应用，我们证明了在极化激元凝聚体中，高阶项引起的局域亮平顶孤子可以自发形成。
2016-11-10 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics with ultra-high Q crystalline micro-resonators
我们首次在超高Q晶体回音壁模（WGM）谐振器中观察到光-机耦合。晶体材料的高纯度使得光学品质因数超过10^{10}，精细度超过10^{6}。同时，获得大于10^{5}的机械品质因数，仍然受到夹持损失的限制。与先前展示的圆柱形谐振器相比，机械模式的有效质量可以通过制造CaF 2微盘谐振器而显著降低。在10^{-18} m/sqrt{Hz}级的光学位移监测揭示了频率高达20 MHz的机械径向模式，对应于前所未有的边带因子（>100）。与晶体材料中的弱固有机械阻尼一起，这种高sindeband因子使得晶体WGM微谐振器有希望用于反作用规避测量、分辨边带冷却或光机械法向模式分裂。此外，这些谐振器可以在光机械布里渊激光可以变得可访问的机制中操作。
2010-03-23 physics.optics
Bulk crystalline optomechanics
布里渊过程通过光机械三波相互作用耦合光和声音。在散装固体中，这种耦合是由固有的光弹性材料响应介导的，产生高频（GHz）声学声子的相干发射。这种相互作用产生了强的光学非线性，几乎在所有固体中都超过了拉曼或克尔非线性。在本文中，我们表明，从根本上改变了布里渊相互作用的强度和性质在低温下，当声子相干长度超过系统的大小。在这个极限下，固体成为一个相干的光学机械系统，宏观（厘米尺度）声子模式拥有大（$60\ μ\rm{g}$）运动质量。通过将晶体表面成形为共焦声子谐振器而形成的这些声子模式产生可观的光机械耦合率（${\sim}100$ Hz），从而提供在高（$12$ GHz）载波频率下获得超高$Q$因子（$4.2{\times}10^7$）声子模式的途径。单通非线性光学极化率从室温值提高了四个数量级以上。通过使用体属性，而不是纳米结构控制，这种相对简单的方法是诱人的能力，工程师在高频率和高功率处理的光机耦合。与腔光学力学相反，我们表明，该系统产生了一种独特形式的色散对称性破缺，使得能够在没有光学腔的情况下选择性地加热或冷却声子（即，无腔光学机械学）。扩展这些结果，实际上任何透明的晶体材料都可以成形为光学机械系统，作为材料光谱学、激光物理学、精密计量学、量子信息处理和宏观量子相干性研究的基础。
2017-03-23 physics.optics
Fundamentals of optical non-reciprocity based on optomechanical coupling
基于综合规范场的光的光学隔离、非互易相位传输和拓扑相位是近年来的研究热点。腔光学机械系统，涉及两个光学模式耦合到一个共同的机械模式形成一个理想的平台，以实现这些效果，提供了各种最近的演示光学机械诱导的非互易光传输的基础。在这里，我们建立了一个统一的理论框架来分析光学非互易性和时间反演对称性的破坏多模光机系统。我们强调了两种实现隔离的一般情况，依赖于光学或机械损耗。根据损耗机制，我们的理论定义了这些系统中最佳隔离和可用操作带宽的最终要求。我们还分析了边带分辨率对光机械隔离器性能的影响，强调了即使在未解决的边带制度中也可以保持非互易性的事实。我们的研究结果提供了广泛的一类参数调制非互易器件的一般见解，铺平了道路，为低噪声集成纳米光子学的最佳非互易系统。
2016-12-21 physics.optics quant-ph
Strong dispersive coupling of a high finesse cavity to a micromechanical membrane
宏观力学对象和电磁自由度通过辐射压力相互耦合。具有足够强耦合的光机系统被预测会表现出量子效应，并且是一个相当感兴趣的话题。达到这种状态的设备将提供对光和物质的量子态的新型控制，并将提供一个探索量子物理和经典物理之间边界的新舞台。迄今为止的实验已经实现了足够的光学机械耦合到激光冷却的机械设备，但尚未达到量子制度。该领域的突出技术挑战是将敏感的微机械元件（必须小、轻和柔性）集成到高精细度腔（通常更刚性和更大）中，而不损害两者的机械或光学特性。第二个也是更基本的挑战是读出机械元件的量子态：位移测量（无论多么灵敏）都不能确定振荡器的能量本征态，而与位移以外的量耦合的测量一直难以实现。在这里，我们提出了一种新的光学机械系统，似乎解决这两个挑战。我们展示了一个腔，这是失谐的薄介质膜之间放置两个宏观的，刚性的，高精细度的镜子的运动。这种方法将光学和机械功能分离到物理上不同的结构，并避免损害任何一个。它还允许直接测量膜位移的平方，因此原则上可以测量膜的能量本征态。我们估计用这个方案观察力学系统的量子跃迁是可行的。
2007-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Multimode optomechanics with a two-dimensional optomechanical crystal
本文设计并实验演示了一种二维机械-光学-机械平台，实现慢光波导与两个约7 GHz声子模式的色散耦合，展示高品质因子和动态背作用，为混合量子系统提供重要进展。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced optomechanical interaction in the unbalanced interferometer
Faculty of Physics, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学物理系）；Quantum Technology Centre, M.V. Lomonosov Moscow State University（莫斯科国立大学量子技术中心）
本文提出一种改进的干涉仪，通过不平衡分束器增强光学机械耦合，从而提高大质量物体的量子冷却效果，并为研究量子力学和量子引力提供新方法。
2023-05-11 physics.optics quant-ph
Towards optomechanical parametric instabilities prediction in ground-based gravitational wave detectors
为了提高干涉型引力波探测器的灵敏度，必须提高激光功率。然而，光学机械参数不稳定性可以限制该功率。理解和描述影响这些不稳定性的许多参数和效应是非常重要的。在这里，我们以高精度对这些参数不稳定性中涉及的光学和机械模式进行建模，以便我们的模型可以预测。作为一个例子，我们进行模拟的高级处女座干涉仪（O3配置）。特别是，我们通过结合现场测量和有限元分析，以前所未有的细节和精度计算机械模式损耗。我们还研究了反射镜有限尺寸效应对光学模式和参量增益的影响，以及热吸收引起的反射镜变形。我们表明，这些影响起着重要的作用，如果横向光学模式的阶数高于四个参与的不稳定性过程。
2021-07-23 astro-ph.IM physics.optics
Quasi-Normal Mode Theory for Thermal Radiation from Lossy and Dispersive Optical Resonators
虽然光学谐振腔被广泛用于控制和工程热辐射，但一直缺乏一个通用的理论框架来阐明光学谐振腔的热辐射，并指导热驱动光学谐振腔的设计和应用。我们开发了一个通用的和自洽的形式主义来描述从任意的光学谐振器的热辐射的损耗和色散材料，如金属，与唯一的假设，谐振器有一个单一的主要谐振模式。我们的形式主义表明，当发射器和吸收器（或远场背景）的模式损耗匹配时，光学谐振腔的热发射最大化，同时主要的谐振模式是电准静态的。通过使用有限元方法有效地计算谐振模式，我们的形式主义作为设计具有完美或最大化发射的任意光学谐振器热发射器的一般原则。
2016-11-29 physics.optics
Multimode optomechanical system in the quantum regime
我们实现了一个简单而强大的光学机械系统，具有众多的长寿命（$Q>10^7$）的声子带隙屏蔽膜谐振器的机械模式。紧凑型法布里-珀罗谐振器的光学模式以测量速率（$96~\mathrm{kHz}$）检测这些模式的运动，该测量速率（$96~\mathrm{kHz}$）超过已经在中等低温下的机械退相干速率（$10\,\mathrm{K}$）。达到这个量子制度需要，i。a.，量子测量反作用超过热力，因此可检测的光机械量子相关性。特别是，我们观察到有质动力压缩的输出光介导的众多的机械谐振器模式，量子噪声抑制高达-2.4 dB（-3.6 dB，如果校正检测损耗）和带宽$\lesssim 90\,\mathrm{ kHz}$。所采用的膜和法布里-珀罗谐振器的多模性质适合于涉及多个电磁、机械和自旋自由度的混合纠缠方案。
2016-05-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
FINCH EYE: The Optical and Optomechanical Design of a GRISM-based SWIR Hyperspectral Imaging Payload for a 3U CubeSat
本文介绍了FINCH EYE，一种用于3U立方星的新型超紧凑推扫式短波红外高光谱成像载荷，采用GRISM色散元件，以测量作物残留物覆盖率，并详细阐述了其光学与光机设计。
2025-06-20 physics.geo-ph physics.optics
Reactive-Coupling-Induced Normal Mode Splittings in Microdisk Resonators Coupled to Waveguides
本文研究了M. Li等人[Phys.Rev.Lett. { \bf 103}，223901（2009）]，这对于研究反应性耦合的影响非常有效。我们表明，正常模式分裂，这仅仅是由于电抗耦合，而不是由于色散耦合。我们建议馈送波导与泵浦场以及探测场和扫描输出探头的反应耦合诱导的正常模式分裂的证据。
2010-05-09 physics.optics
Integrated optomechanical arrays of two high reflectivity SiN membranes
多元腔光学力学是利用机械谐振器观察新效应的一个方向。几个令人兴奋的想法包括超辐射，增加光机械耦合，以及不同机械模式之间的量子效应等。实现这些实验到目前为止是困难的，因为由于每个元件所需的高反射率，需要元件相对于彼此的极其精确的定位。在这里，我们克服了这一挑战，并提出了在一个单一的芯片中的两个高反射机械谐振器的单片阵列的制造。我们表征的光谱和这些200 $μ$米长的法布里-珀罗干涉仪的损失，测量精细值高达220。此外，我们观察到增强的腔场和机械质心模式之间的耦合率相比，单膜的情况下。进一步增强与这些设备的耦合预测，有可能达到单光子强耦合制度，这些集成结构为未来的多模量子实验提供了一个令人兴奋的前景。
2018-11-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Testing optomechanical microwave oscillators for SATCOM application
利用光机械腔实现光子微波振荡器最近已成为现实。通过用蓝色失谐激光器泵浦腔，可以达到所谓的声子激光区-其中机械共振被放大超过损耗-并且输入信号被机械共振的整数倍的高度相干音调调制。\textcolor{Red}{Implementing optomechanical cavities on released films with high index of refraction can lead to optical modes at telecom wavelengths and mechanical resonances in the GHz scale, resulting in highly-stable signals in the microwave domain upon photodetection}。由于这种空腔的极端紧凑性，在卫星通信（SATCOM）中的应用似乎非常合适，但迄今为止还没有实验报告。在本文中，一个光机械微波振荡器（OMO）建立在一个微米级的硅光机械晶体腔的特点和测试在一个真正的卫星通信试验台。使用蓝色失谐激光器，OMO被驱动到声子激射状态，其中产生多个谐波，达到高达20 GHz的音调。在此制度下，其实际适用性，显着解决其作为光子本振器的性能，已被验证。结果，除了极端紧凑和硅技术兼容性的优点，使OMO非常有前途的候选人建立\textcolor{Red}…
2022-03-14 physics.app-ph physics.optics
CMOS-fabricated ultraviolet light modulators using low-loss alumina piezo-optomechanical photonic circuits
针对现有光子平台紫外损耗高、有源氧化铝PIC热光调谐存在速度与密度等局限，研究提出基于氧化铝波导和氮化铝致动器的CMOS压电光机械PIC平台，实现了320nm波段高性能可重构滤波器。
2025-05-21 physics.app-ph physics.optics quant-ph
High-Frequency GaAs Optomechanical Bullseye Resonator
本研究制备了环形牛眼结构的高频GaAs光力谐振器，测得3.4 GHz力学模式、77 K下4000的品质因数与39 kHz的光力耦合速率，分析了弹性各向异性影响和温度依赖特性，验证了锚点损耗抑制效果，为III-V族高频光电器件提供支撑。
2020-10-24 physics.app-ph physics.optics
Functional plasmonic nano-circuits with low insertion and propagation losses
我们实验证明等离子体纳米电路作为子衍射定向耦合器，使用λ= 1550 nm的光学八木宇田式天线从自由空间以高效率光学激发。Yagi-Uda型光学天线被设计成以高效率（耦合45%，总发射60%）、窄角方向性（< 40°）和低插入损耗馈送通道等离子体激元波导。SPP间隙波导的传播长度可达34 μm，具有可调谐限制，并与超紧凑（5 μm x 10 μm）、高色散定向耦合器集成，可在Δλ = 200 nm范围内实现30 dB的分辨力，器件损耗仅为0.3 dB。
2013-08-14 physics.optics
Dissipative Optomechanics in High-Frequency Nanomechanical Resonators
本研究首次实现边带分辨区间的高频耗散光力学系统，验证其对光谱的重塑作用，实现机械频率与耦合速率的大幅提升，为量子态传输等应用提供支撑。
2023-09-01 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanics on a microfluidic resonator with water and viscous liquids
目前，光学或机械共振通常用于微流体研究。然而，光机械振荡的轻压力没有显示与液体。这是因为用水代替周围空气固有地增加了声阻抗，因此增加了相关的声辐射损失。在这里，我们之间的桥梁微流体和光学机械制造中空气泡谐振器内的液体和光激发100 MHz的振动，只有mW的光输入功率。这构成了第一次任何微流体系统是光机械致动的。我们进一步证明了液体上的微流体光学力学的可行性，通过演示振动的粘性耗散高于血液粘度的有机流体，同时通过振动频率偏移测量液体中的密度变化。我们的设备将使使用腔光学力学研究物质的非固相。
2012-10-15 physics.optics
Coupled Flexural Optomechanical Cavities with Engineered Nanomechanical Interconnects
Universitat de Barcelona（巴塞罗那大学）；Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
通过光子晶体腔的横向几何不对称性实现弯曲模式的光学读出，并利用蛇形机械链接作为紧凑反射镜和倏逝耦合器，实现可调谐的耦合光机械纳米电路。
2026-06-16 physics.app-ph physics.optics
Reversible and irreversible processes in dispersive/dissipative optical media: Electro-magnetic free energy and heat production
我们解决了Landau和Lifshitz在1958年提出的问题，以及Oughstun和Sherman在纯耗散介质中确定动力学损耗的问题。我们发展的宏观自由能和损失的能量是可逆的和不可逆的，分别在介质场相互作用的具体概念。我们定义了可逆和不可逆的能量，并概述了所述量的推导。我们研究的含义，我们的定义和它的辅助量，反转场，单洛伦兹振子模型的介质。我们表明，对于这个模型的可逆能量减少到动能和势能的总和，发现劳登。我们注意到，一般来说，动能和势能之和大于可逆能。我们表明，可逆和不可逆的能量具有经典定义的自由能和热量的特点。
2002-07-31 physics.gen-ph physics.optics
Optomechanics with Cavity Polaritons: Dissipative Coupling and Unconventional Bistability
我们研究了一个由光机械谐振腔和一个与量子阱中激子跃迁强耦合的腔模组成的混合系统。我们发现，由于腔光子和激子态的混合，出射准粒子-极化激元-具有色散和耗散性质的力学模式的耦合。我们计算了极化激元模的占据率，揭示了由于耗散耦合而偏离常规克尔非线性或色散耦合情况的极化激元行为。所描述的系统作为一个很好的候选人，为未来的极化激元器件和固态量子信息处理。
2013-08-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Injection-locked phonon lasing driven by an individual plasmonic metamolecule
纳米光子器件利用几何相关的光学性质来限制和增强光与小尺度物质的相互作用。通过仔细图案化纳米级几何形状，可以实现跨不同物理域的响应耦合，例如光机械晶体中的光子和声子模式。等离子体激元的极端光学约束可以将强的跨域相互作用局部化到纳米尺度体积中，比许多纳米系统的热和机械本征模更小，为工程可重构的动态纳米系统开辟了新的领域。在这里，我们提出了一种基于电驱动，机械耦合间隙等离子体超分子谐振器的纳米系统。集成电致动揭示了不同的色散和反应性的光学机械耦合制度的元分子，并使宽光谱调谐的个人等离子体共振和选择性的光学转换的纳米机械模式。强的热机械反作用从一个单一的点状超分子产生光驱动的自振荡，我们表明，这种超分子声子激光器可以注入锁定，以增强弱的机械刺激。这种多域纳米系统推进了纳米机械传感和光学调制，为研究纳米级非线性光学力学开辟了新的途径，并可能成为未来可重构“智能”超材料的基石。
2017-07-06 physics.optics
Optomechanical systems with a Fano membrane in the middle
Chalmers University of Technology（查尔姆斯理工大学）
研究在 FP 腔中心放置光子晶体法诺膜的腔光力学，考虑膜反射率的两个极限情况，用量子朗之万方程等方法，表明该系统可产生窄光学正常模式，能有效实现边带分辨率及膜运动基态冷却，是光谱和光机械工程的有前途平台。
2026-08-17 physics.optics quant-ph
Cavity Optomechanics with Photonic Bound States in the Continuum
我们提出了一个通用的，自由空间腔光力学平台，由两个光子晶体膜，其中之一是自由悬挂，并设计形成一个微腔小于一个波长长。该腔的特征在于连续介质中的一系列光子束缚态，其原则上永远捕获光，并且可以有利地与倏逝波耦合一起使用，用于通过调谐光子晶体图案化和腔长度来实现各种类型的光机械耦合，诸如色散或耗散类型的线性或二次耦合。至关重要的是，该平台允许在超强单光子耦合机制中超过1的量子协同性，超过了传统的基于法布里-珀罗的腔光机器件在非分辨边带机制中的性能。这个概念新颖的平台允许探索新的制度的光机械相互作用，特别是在脉冲和单光子光机械的框架。
2020-07-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Beating the standard quantum limit for force sensing with a coupled two-mode optomechanical system
光力学允许将弱力转换为光场，许多努力接近标准量子极限。我们考虑力传感使用的镜子在中间的设置，并使用两个耦合腔模式从正常模式分裂分离泵和探测场。我们发现，这种双模模型可以减少到一个有效的单模模型，如果我们驱动的泵模式强烈和检测信号从弱探测模式。最佳的力检测灵敏度在零频率（DC）的计算，我们表明，可以击败标准的量子极限驱动腔接近不稳定。可实现的最佳灵敏度受到机械热噪声和光学损耗的限制。我们还发现，保持最佳灵敏度的带宽是成比例的解决边带制度的腔阻尼。最后计算了输出信号的压缩谱，结果表明，采用高品质因数、低热声子数的机械振荡器，在直流下实现几乎完全的压缩是可能的。
2013-03-29 physics.optics quant-ph
Long-range optomechanical interactions in SiN membrane arrays
Fudan University（复旦大学）；Westlake University（西湖大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Aalto University（阿尔托大学）；Zhejiang University（浙江大学）
本研究通过双膜系统在弗朗霍夫-佩罗腔内实现共振增强，显著提升了光力耦合强度，展示了双膜阵列在集体运动中的四倍增强效果。
2026-01-15 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamics of fronts in optical media with linear gain and nonlinear losses
考虑了具有增益和损耗的色散介质中的波前或扭结的动力学。结果表明，波前参数，如速度和宽度，依赖于初始条件。这个结果对于耗散系统来说并不典型。在指数下降的初始条件下，得到了波前参数的关系，证明了当孤子解被波前解所取代时，存在全局分支。为了观测锋面，锋面速度应大于调制不稳定性的特征速度。
2014-08-05 nlin.PS physics.optics
