Level attraction in a microwave optomechanical circuit
能级排斥--由于耦合而在两个简并模式之间打开一个间隙--在从固态理论到量子化学的任何地方都是普遍存在的。相反，如果一个模式具有负能量，则模式频率相吸引。它们收敛并发展虚分量，导致不稳定性;一个例外点标志着过渡。然而，这只有在两种模式的耗散率相当时才会发生。在这里，我们揭示了一般现象的理论框架，并通过多模超导微波光机电路中的工程耗散实验实现。水平吸引观察到的机械振荡器和超导微波腔，而辅助腔用于边带冷却。证明了两个例外点，可以利用其拓扑性质。
2018-05-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocity in microwave optomechanical circuits
非互易装置，如隔离器和循环器是必要的，以保护敏感设备免受不必要的噪音。最近，提出了各种替代方案来取代基于铁氧体的商业技术，其动机是与微波超导量子线路集成。在这里，我们回顾了微波光机械电路实现的隔离器，并提出了一个回转器为基础的图片，发展在这些系统中的非互易性的起源的直觉。这种非互易的光机械方案显示出希望，因为它们可以扩展到循环器和定向放大器，在增加的噪声方面具有达到量子极限的前景。
2018-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Electric circuit model of microwave optomechanics
我们报告的通用经典电路建模，描述了标准的单音微波光学力学。基于一个并联RLC电路中的机械振荡器作为一个可移动的电容器，推导的解析表达式，包括关键功能，如反作用力，输入输出表达式，和相关的频谱密度，所有在经典的制度。当腔和机械振子的占有数都很大时，这些表达式与光力学中的标准量子处理相一致。此外，衍生的分析将光学元件和特性转换为电子术语，这对于定量测量和设计目的是强制性的。最后，标准量子处理和经典模型之间的直接比较解决了量子和经典制度之间的界限，突出了真正量子的特征，以及那些不是。
2020-10-27 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Topological lattices realized in superconducting circuit optomechanics
腔光学力学能够通过辐射压力相互作用控制机械运动，并有助于工程机械系统的量子控制，从kg级LIGO反射镜到纳米机械系统，实现基态制备，纠缠，机械物体的挤压，在标准量子极限和量子转换的位置测量。然而，几乎所有的现有方案都采用单模或少模光学机械系统。相比之下，新的动力学和应用时，预期利用光机械晶格，这使得能够合成非平凡的能带结构，并已在电路QED领域的积极研究。超导微波光机电路是实现这种晶格的一个有前途的平台，但受到严格的缩放限制。在这里，我们克服了这一挑战，并证明拓扑微波模式在1D电路光机链实现苏-施里弗-海格尔（SSH）模型。此外，我们实现了应变石墨烯模型在二维光机械蜂窝晶格。利用嵌入式光机相互作用，我们表明，它是可以直接测量的模式函数的杂交模式，而不使用任何本地探针。这使我们能够重建完整的基础晶格哈密顿量，并直接测量现有的剩余无序。这种光机晶格，伴随着测量技术的介绍，提供了一个途径，探索集体，量子多体，淬火动力学，拓扑性质，更广泛地说，新兴的非线性动力学在复杂的光机系统与大量的自由度。（关键词：量子光学力学，超导电路机电）
2022-08-31 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Fast feedback control of mechanical motion using circuit optomechanics
本文在电路光机电系统中实现基于测量的机械振子反馈冷却，将热噪声降至3个量子，并在无反馈时不稳定的蓝光力学边带泵浦条件下实现显著冷却。
2022-11-28 cond-mat.mes-hall quant-ph
High-speed quantum transducer with a single-photon emitter in a 2D resonator
量子换能器可以在不同的系统之间传递量子信息。微波-光子转换对于未来的量子网络将远程超导量子计算机与光纤互连是重要的。在这里，我们提出了一个高速量子换能器的基础上的单光子发射器在原子薄膜谐振器，可以耦合单个微波光子到单个光学光子。2D谐振器是独立的范德华异质结构（可以由六方氮化硼、石墨烯或其他2D材料组成），其承载量子发射器。2D谐振器的机械振动（声子）通过利用应变或斯塔克效应移动单光子发射器的光学跃迁频率来与光学光子相互作用。机械振动通过偏移包括膜的LC电路的谐振频率而耦合到微波光子。由于2D谐振腔的小质量，单光子光机械耦合强度和机电耦合强度都可以达到强耦合状态。这为微波光子、声子和光子之间的高速量子态转移提供了一种方法。
2020-07-04 cond-mat.mes-hall quant-ph
Nonreciprocal reconfigurable microwave optomechanical circuit
实现非互易微波传输的器件在雷达和射频通信系统中无处不在，并且通常依赖于磁偏置铁氧体材料。这种器件在超导量子线路的读出链中也是不可或缺的，因为它们保护敏感的量子系统免受读出电子器件发出的噪声的影响。由于基于铁氧体的非互易器件体积大、有损耗并且需要大的磁场，因此人们对无磁场的片上替代方案（例如最近使用约瑟夫森结实现的那些）产生了极大的兴趣。在这里，我们实现了可重构的非互易传输两个微波模式之间使用纯粹的光机械相互作用的超导机电电路。我们分析了这种非互易电路的传输特性和噪声特性。该方案依赖于介导微波腔之间耦合的两个机械模式中的干涉。最后，我们展示了如何量子限制循环器可以实现相同的原则。该技术可以在没有任何外部磁场的情况下构建在芯片上，因此与超导量子线路完全兼容。这里展示的所有光力学介导的非互易性也可以扩展到实现定向放大器，并且它形成了实现光和声的拓扑状态的基础。
2017-06-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Narrow-line single-molecule transducer between electronic circuits and surface plasmons
包含发射分子中心的分子线可控地悬浮在低温扫描隧道显微镜的等离子体电极之间。通过这个电路电流产生一个超窄线发射的能量？1.5 eV，其被分配给分子中心的荧光。对线宽的控制是通过逐渐将发射单元从表面分离来获得的。记录的光谱还揭示了几个低强度的电子振动峰，可以被视为发射器的指纹。表面等离子体激元定位在尖端样品界面上的分子激子的激发和发射都发挥了重要作用。
2015-09-14 cond-mat.mes-hall
Adiabatic Elimination of Gaussian Subsystems from Quantum Dynamics under Continuous Measurement
更广泛的物理平台为在连续测量下研究和设计量子动力学提供了可能性。在许多实验装置中，感兴趣的系统通过辅助装置来监测，其唯一目的是将信号从系统传输到测量设备。在这里，我们提出了一种绝热消除的方法，当换能器由任意数量的玻色子模式与高斯动力学，而测量对象可以是任何量子系统。至关重要的是，我们的方法可以应付传感器的有限温度的高度相关的情况下，这是不容易实现与其他方法。我们表明，这种方法提供了一个显着的改善超导量子比特的读出电路QED已经为一些热激发，并承认消除光学机械传感器。
2015-03-25 cond-mat.mes-hall quant-ph
Lumped circuit model for inductive antenna spin-wave transducers
我们推导了铁磁介质附近电感天线自旋波换能器的集总电路模型。该模型考虑了天线的欧姆电阻，电感，以及由于在铁磁介质中的铁磁共振或自旋波的激励的附加电感。作为一个例子，讨论了额外的电感的线天线的铁磁波导，一种结构，是许多磁振子设备和实验的特点。该模型被用来评估电感天线的缩放特性和能量效率。与缩放天线换能器的纳米尺度和可能的解决方案有关的问题也得到了解决。
2021-11-30 cond-mat.mes-hall cs.ET
Noise-Aware Entanglement Generation Protocols for Superconducting Qubits with Impedance-Matched FBAR Transducers
本文利用扩展BVD模型优化FBAR压电光机械换能器的转换效率与附加噪声，并据此计算单/双光子纠缠预示协议的保真度，理论预测在中等泵浦功率下可实现大于160 kHz的纠缠生成速率和大于90%的保真度，为超导量子比特量子网络的近期实现提供了直接指导。
2025-09-11 cond-mat.mes-hall quant-ph
Multimode circuit optomechanics near the quantum limit
不同系统的耦合是几乎所有物理现象及其应用的基础。一个基本的例子是相互作用的谐振子，它产生了例如晶格中的声子本征模。特别重要的是由不同自由度组成的混合量子系统中的相互作用。这些组件可以在未来的量子技术中结合各自的优势。在这里，我们研究了一个混合光学机械系统具有三个自由度，由一个微波腔和两个微机械梁与紧密间隔的频率约32 MHz，没有直接的相互作用。我们记录的第一个证据，三方光机械混合，这意味着本征模式的组合，一个光子和两个声子模式。我们确定了一个不对称的暗模式具有较长的寿命。同时，我们操作的近宏观力学模式接近运动的量子基态，下降到1.8热量子，实现了反作用冷却。这些结果构成了工程纠缠运动态的重要进展。
2012-05-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Wavelength transduction from a 3D microwave cavity to telecom using piezoelectric optomechanical crystals
微波到光的转换作为电光机械系统的一个里程碑式的应用，已经引起了腔光机械界的极大兴趣。在这封信中，我们展示了一种新的换能器，结合了高频机械运动和微波腔的第一次。该系统由一个三维微波谐振腔和一个砷化镓光机械晶体组成，该晶体被放置在微波电场最大值处。这允许微波腔通过压电效应在光机械晶体中致动千兆赫频率机械呼吸模式，然后使用电信光模式读出该模式。砷化镓光机械晶体是一个很好的候选人低噪声微波到电信转换，因为它已经预先冷却到机械基态在稀释制冷机。此外，3D微波腔架构可以自然地扩展到耦合到超导量子比特并创建混合量子系统。
2020-04-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
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
Coherent coupling between radio frequency, optical, and acoustic waves in piezo-optomechanical circuits
纳米光学机械系统中光学和机械模式的相互作用已经被广泛研究，应用范围从传感到量子信息科学。在这里，我们开发了一个平台，腔光机械电路中，本地化和相互作用的1550 nm的光子和2.4 GHz的声子与光子和声子波导相结合。在GaAs中工作有利于通过压电效应用射频场或通过强光弹效应光学地操纵局部机械模式。我们用它来证明一种新的声波干涉效应，类似于原子系统中的相干布居捕获，其中由电驱动引起的相干机械运动可以完全被光驱动运动抵消。通过光子或声子通道以同等设施操纵腔光机械系统的能力使得能够实现用于光、电和机械域之间的信号转导的新器件和系统架构。
2015-08-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Determination of effective mechanical properties of a double-layer beam by means of a nano-electromechanical transducer
我们研究了嵌入机电系统中的双夹持双层纳米梁的力学特性。纳米梁由高预应力氮化硅和超导铌层组成。通过测量线性和非线性Duffing区域的机械位移谱密度，我们确定了纳米梁的预应力和有效杨氏模量。分析双层模型定量证实了测量值。这表明，该模型可用于设计机电设备的机械多层系统，包括可由外部参数控制的材料，如压电，磁致伸缩或更一般的多铁性材料。
2014-07-25 cond-mat.mes-hall
Multi-harmonic Quantum Dot Optomechanics in fused LiNbO$_3$-(Al)GaAs hybrids
我们制作了一个声光半导体混合器件，用于单个量子发射器和表面声波的强光机耦合。我们的器件包括一个表面声波芯片由高压电铌酸锂$_3$和GaAs基半导体薄膜与嵌入层的量子点。采用多谐波换能器，我们产生的声波铌酸锂$_3$在很宽的范围内的射频。我们监测他们的耦合和传播的半导体膜在电学和光学域。我们证明了嵌入的量子点随着频率的增加而增强的光机械调谐。这种效果通过我们的装置几何形状的有限元建模来验证，并且归因于半导体膜内的声场的增加的局部化。对于中等高的声学频率，我们的模拟预测强大的光机耦合，使我们的混合器件非常适合于基于半导体的量子声学应用。
2017-08-01 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Micromanipulation transfer of membrane resonators for circuit optomechanics
机械谐振器和微波腔之间的电容耦合使得能够读出和操纵振动。我们提出了一个设置进行这样的实验与铝膜制作的邮票和转移到位与显微操作。膜由范德华力固定，并由三个微观点支撑。我们测量最低的机械模式，并得出结论，膜振动作为一个基本上自由的谐振器。滑动夹紧条件通过软化Duffing非线性识别。该方法将能够减少箝位损耗，同时保持用于强电容耦合的窄真空间隙。
2013-07-05 cond-mat.mes-hall
Ultra-Strong Optomechanics Incorporating the Dynamical Casimir Effect
我们提出了一种超导电路，包括一个dc-SQUID与机械兼容的臂嵌入在一个共面微波腔，实现了一个光机械系统与退化或非退化的参数通过动态卡西米尔效应产生的相互作用。对于实验可行的参数，这种设置是能够达到单光子，超强耦合制度，同时拥有接近重整化腔频率的参数耦合强度。这为在单光子水平上观察这两种基本非线性之间的相互作用提供了可能性。
2015-07-01 cond-mat.mes-hall quant-ph
Mechanically mediated optical-microwave quantum state transfer by feedback
本研究通过反馈机制实现光学-微波量子态传输，利用机械中介体和参数转换，展示连续双向传输及量子兼容噪声性能。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Enhancement of the optomechanical coupling and Kerr nonlinearity using the Josephson Capacitance of Cooper-pair box
我们提出了一个方案，用于增强微波和机械谐振器之间的光机械耦合高达7个数量级的电路光机械设置中的超强耦合极限。这里考虑的三方系统由一个约瑟夫森结库珀对盒，介导的微波腔和机械谐振器之间的耦合。光机械耦合可以通过调节库珀对盒的栅极电荷和磁通量偏置来修改，这又影响库珀对盒的约瑟夫森电容。我们还表明，与适当的选择的调谐参数，光机耦合消失，系统表现出纯粹的交叉克尔型腔和机械谐振器之间的非线性。这允许系统用于声子计数。
2020-12-18 cond-mat.mes-hall quant-ph
Gallium phosphide as a piezoelectric platform for quantum optomechanics
近年来，在创造机械振荡器的量子态方面取得了非凡的进展，导致人们对这种系统在基础量子科学和应用量子科学中的潜在应用产生了极大的兴趣。一个例子是使用这些设备作为不同量子系统之间的换能器。在这方面，一个有前途的方法是建立集成的压电光学机械设备，然后耦合到微波电路。然而，光吸收、低品质因数和其他挑战到目前为止阻止了量子机制中的操作。在这里，我们设计和表征这样一个压电光机械器件制作的磷化镓，其中2.9~GHz的机械模式耦合到一个高品质因数的光学谐振器在电信波段。这种新材料的大电子带隙和由此产生的低光学吸收，与硅制造的器件相当，使我们能够证明该结构的量子行为。这不仅为实现微波和光学之间的无噪声量子转换开辟了道路，而且原则上还可以从近可见光到电信波段的光学跃迁的各种色心。
2019-09-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coherent Magneto-Optomechanical Signal Transduction and Long-Distance Phase-Shift Keying
能够将以微波形式存储的量子信息转换为电信波长信号的传感器是未来量子技术的关键部分，因为它有望实现量子处理器的联网。在这方面，同时耦合到微波场和光学谐振的腔光学机械装置正在被追求。然而，即使在经典的制度，发展光调制器的基础上，腔光学力学可以提供更低的功率或更高的带宽替代目前的技术。在这里，我们展示了一种磁介导的波长转换技术，基于混合高频音调与光机械扭转谐振器。根据实验配置，该过程可以充当光学相位或振幅调制器，并且载波调制总是与输入音调相干。这种相干性允许通过相移键控技术进行经典的信息转换和传输。我们证明，我们可以编码多达8个箱的信息，对应于3位，同时和演示传输的52,500像素的图像超过6公里的光纤只有0.67%的错误。此外，我们表明，磁光机械转导可以描述在一个完全量子的方式，这意味着这是一个可行的方法，在单量子水平的信号转导。
2019-04-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Optical modulation of coherent phonon emission in optomechanical cavities
光机结构非常适合研究光子-声子相互作用，它们也被证明是声子电路和量子计算的潜在构建模块。在声子电路中，信息由声子携带和处理，由于其优异的耦合效率，光机结构可以用作光子和电子的界面。在声子电路所需的组件中，这种结构可用于创建相干声子源和检测器。除了发射或检测之外的复杂功能仍然具有挑战性，在完整的网络中解决单个结构是一个巨大的挑战。在这里，我们提出并证明了一种方法来调制相干发射从光机械晶体通过外部光泵浦，有效地创建一个声子开关工作在环境条件下的压力和温度和工作速度（5 MHz）仅限于机械运动的光机械结构。我们还展示了另外两个开关方案：谐波开关，其中的机械模式保持活跃，但不同的谐波的光学力被使用，和切换到和从混沌政权。此外，这里提出的方法允许选择任何单个结构而不影响其周围环境，这是迈向自由可控的光机械声子发射器网络的重要一步。
2018-02-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological phonon transport in an optomechanical system
本文在含800多个腔光力学元件的光力学晶体阵列中实验观测到0.325–0.34 GHz拓扑边缘声子输运，证明其背向散射显著降低，为纳米级鲁棒高超声频声子电路奠定基础。
2020-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Four-wave-cooling to the single phonon level in Kerr optomechanics
腔光学力学领域已经实现了突破性的光子控制和检测的机械振荡器，基于他们的耦合到线性电磁模式。然而，最近，有一个上升的兴趣，探索腔非线性作为一个强大的新资源，在辐射-压力相互作用系统。在这里，我们提出了一个磁通介导的光机械装置结合非线性约瑟夫森超导量子干涉腔与机械纳米梁。我们演示了如何微波电路的固有克尔非线性可以用于一个反直观的蓝失谐边带冷却计划的基础上多音腔驱动和腔内四波混频。基于系统高达$g_0 = 2π\cdot 3.6\,$ kHz的大单光子耦合率和高的机械品质因数$Q_\mathrm{m} \approx 4\cdot 10^{5}$，我们实现了$\mathcal{C}_\mathrm{fw} > 100$的有效四波协同，并证明了接近其量子基态的机械振子的四波冷却，实现了$n_\mathrm{m} \sim 1.6$的最终占据。我们的研究结果显着推进最近开发的平台，通量介导的光学力学和演示如何腔克尔非线性可以用于腔光学力学的新的控制方案。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
Cavity optomechanics with surface acoustic waves
我们报告的电光机械系统的发展的基础上的表面声波（SAW），其中具有大的光弹性敏感性的压电材料用于耦合的无线电波和光学光的SAW。在光域中，我们利用张量性质的光弹效应，以显示偏振依赖的光子SAW相互作用。本文讨论了用于耦合增强和光腔增强光子-声子散射的二维声表面波聚焦电路的结构。我们估计了系统的光机耦合率$g_0$，并讨论了未来的耦合强度的改善方向。
2017-05-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Coupling microwave photons to a mechanical resonator using quantum interference
近年来，微波光力学领域已经成为实现宏观力学对象量子控制的领先平台。迄今为止，微波光学机械的实现已经使用移动电容将微波光子耦合到机械谐振器。虽然简单且有效，但电容性方案在最大可实现耦合强度上受到固有和实际限制。在这里，我们实验性地实现了一种根本不同的方法：通量介导的光机械耦合。在该方案中，机械位移调制超导量子干涉器件（SQUID）中的磁通量，该器件形成微波谐振电路的电感器。我们证明，这种磁通介导的耦合可以在原位调谐的磁通量的SQUID，使纳秒通量调谐的光机耦合。调谐外部面内磁转导场，我们观察到的单光子耦合强度的线性缩放，达到目前最先进的速率相媲美。最后，这种线性缩放预测克服单光子耦合率的限制在电容光力学，打开了新一代的开创性的光力学实验在单光子强耦合制度的大门。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall quant-ph
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
Light-sound interconversion in optomechanical Dirac materials
通过分析光力学单元蜂窝阵列上圆形量子点中光子与声子在辐射压作用下的散射与转换过程，论证了光力学狄拉克物理的产生.具体来说，我们证明了点内的极化激元准束缚态的形成，和角度依赖的克莱因隧道的光和声音的发射，这取决于入射光子的能量，光子-声子相互作用强度，和点的半径。此外，我们证明，光或声音的前向光的散射几乎可以关闭由光学调谐的法诺共振，从而该系统可以作为一个光机械翻译器在未来的光子-声子为基础的电路。
2017-08-29 cond-mat.mes-hall
On-chip generation and dynamic piezo-optomechanical rotation of single photons
集成光子电路是光子量子技术和实现基于芯片的量子器件的关键部件。未来的应用需要灵活的架构来克服许多当前设备的常见限制，例如缺乏可调性或内置量子光源。在这里，我们报告的动态可重构集成光子电路，包括集成量子点（QD），马赫-曾德尔干涉仪（MZI）和表面声波（SAW）换能器直接制造在单片半导体平台上。我们演示了片上单光子产生的量子点及其亚纳秒级的动态片上控制。两个独立应用的SAW压电光学机械地旋转MZI中的单光子或光谱调制QD发射波长。在MZI中，SAW压印了一个依赖于时间的光学相位，并将量子比特旋转调制到输出叠加态。这实现了频率超过1千兆赫的动态单光子路由。最后，量子点的动态单光子控制和光谱调谐的结合实现了输入光子态的波长复用和在输出端的解复用。我们的方法可扩展到多组件集成量子光子电路，并与混合光子架构和其他关键组件，例如光子谐振器或片上检测器兼容。
2022-08-16 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Resonant optomechanics with a vibrating carbon nanotube and a radio-frequency cavity
在光学机械装置中，可以通过将腔和谐振器调谐到相同的频率来增加它们之间的耦合。我们研究了碳纳米管谐振器和射频电路之间的相互作用。在这种谐振状态下，真空光机耦合通过耦合腔和机械谐振器的DC电压来增强。使用腔来检测纳米管的运动，我们观察和模拟机械振荡和电振荡之间的干扰。我们测量的机械振铃，并表明，进一步改进的系统可以使测量的机械运动在量子极限。
2016-10-24 cond-mat.mes-hall
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
A quantum transducer using a parametric driven-dissipative phase transition
研究了单光子和双光子失谐驱动下的耗散克尔谐振腔。当超过临界失谐阈值时，克尔腔在两个不同的稳态之间出现半经典一阶耗散相变，其特征在于腔场的$π$相位开关.这种转变被证明是持久深入到低光子数的量子极限。值得注意的是，这种跃迁发生的失谐频率几乎线性地依赖于单光子驱动的振幅。基于这种相位开关特性，我们设计了一种灵敏的量子传感器，它将所观察到的参量量子相变频率转换为所检测到的单光子幅度信号。噪声和温度对相应的传感协议的影响进行了讨论，并讨论了一个现实的电路QED实现。
2019-01-10 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Cavity electromechanics with parametric mechanical driving
在过去的几年中，微波光机械电路已被证明是非常powerfool工具，探索宏观机械振荡器的基础物理，以及作为有前途的候选人，为新的芯片上的量子限制微波器件。在迄今为止的大多数实验中，机械振荡器要么被用作无源器件元件，其位移使用超导腔来检测，要么由腔内场来操纵。在这里，我们探讨了直接和参数化操纵腔机电系统的机械纳米梁谐振器的可能性，这为微波光机械设备的工具箱提供了额外的功能。除了使用腔作为干涉仪来检测参数调制的机械位移和压缩热机械运动，我们证明了纳米梁谐振频率的参数调制可以实现腔内微波光子的相敏参量放大器。与使用机电电路的许多其他微波放大方案相比，所提出的技术允许机械元件的同时冷却，这可能使这种类型的光机械微波放大器成为量子限制的。
2019-08-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Cryogenic Optomechanics with a Si3N4 Membrane and Classical Laser Noise
我们展示了一个低温光学机械系统，包括一个灵活的Si3N4膜放置在中心的自由空间光学腔在400 mK的低温环境。我们观察到的机械品质因数Q > 4 × 10^6的261 kHz的基本鼓膜模式的膜，和腔共振半宽度为60 kHz。因此，光机系统在分辨的边带极限下工作。我们监测膜的热运动，使用外差光路能够同时测量两个机械边带，并发现所观察到的光学弹簧和阻尼定量与理论一致。机械边带表现出法诺线型，并解释这一点，我们开发了一个理论描述外差测量相关的经典激光噪声的存在下。最后，我们讨论了使用一个无源滤波腔，以消除经典的激光噪声，并考虑未来的要求激光冷却这个相对较大的和低频的机械元件非常接近其量子力学基态。
2012-09-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Piezoelectric transduction of a wavelength-scale mechanical waveguide
我们提出了一个压电式传感器在薄膜锂离子电池，将1.7 GHz的微波信号转换为机械波在1微米宽的波导的单模。我们测量了-12 dB的转换效率，这受到材料损耗的限制。我们采用的设计方法是广泛适用于新兴的声子电路中使用的波长尺度的结构，如在许多光机械微波光量子转换器的心脏的转导。
2019-07-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph quant-ph
Microwave single-tone optomechanics in the classical regime
我们报告的定量实验说明基本光学力学的经典制度。所有的测量是在一个商业稀释冰箱上的介观鼓膜铝谐振器强烈耦合到微波腔，只使用严格的单音计划。边带不对称性的报告使用腔内微波泵浦，以及噪声挤压和反作用的影响。本文提出的结果进行了分析，在简单的经典电路理论，强调其通常的量子描述的经典功能的类似性质。与理论的协议，得到没有拟合参数。在此基础上，提出了一种精确测量微波内损耗与外耦合比的简单方法。
2021-05-07 cond-mat.mes-hall
Cascaded injection locking of optomechanical crystal oscillators
本文实验演示一对硅基光机械晶体腔借助微弱机械连接实现对外部光参考信号的级联注入锁定，并由数值模型支持，为大规模声子—光子混合电路的时钟分配奠定基础。
2024-06-13 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.optics
A comprehensive equivalent circuit model for high overtone bulk acoustic resonators (HBARs)
US Naval Research Laboratory（美国海军研究实验室）
本文提出了一种适用于高阶体声波谐振器的综合等效电路模型，通过整合物理组件并减少复杂性，实现了对测量数据的高效拟合和分析，适用于振荡器、滤波器和传感器设计。
2025-09-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cs.SY
Resolving Abrikosov vortex entry in superconducting nano-string resonators via displacement-noise spectroscopy in cavity-optomechanics
通过腔光力学中的位移噪声光谱解析超导纳米弦谐振器中的阿布里科索夫涡流进入，揭示单涡流钉扎能并探索超导基本性质。
2025-12-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Unifying Brillouin scattering and cavity optomechanics
到目前为止，布里渊散射和腔光学力学大多是不相关的研究分支-尽管两者都涉及光子-声子耦合。这就要求发展一个包含这两个领域的更广泛的理论。在这里，我们从布里渊有源波导的动力学推导出光机械腔的动力学。这种明确的转变阐明了布里渊放大和电磁感应透明等现象之间的联系。证明了腔光力学中常见的效应都有行波伴，但反之则不然。我们揭示了在这些领域中的两个重要参数之间的密切联系：布里渊增益系数和零点光机耦合率。这使得不同的系统之间的比较超冷原子云，等离子体拉曼腔和纳米硅波导。此外，信封背面的计算表明，未观察到的效果，如光子辅助放大的旅行声子，现在可以在现有的系统。最后，我们制定电路和腔面向光学力学的真空耦合率，合作和增益系数，从而反映了在基础物理的相似性。
2016-05-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum dot optomechanics in suspended nanophononic strings
研究了悬浮纳米声子弦中量子点与弯曲力学模式的光-机耦合。所研究的设备的设计和单片制造的（Al）GaAs异质结。频率范围在$f$ =250 MHz至400 MHz之间的射频弹性波作为瑞利表面声波在未图案化的衬底上生成，并且作为兰姆波注入纳米声子弦中。纳米声子弦内的量子点表现出15倍增强的光机械调制相比，那些动态应变的瑞利表面声波。详细的有限元模拟的纳米声子弦的声子模式谱确认，所观察到的调制产生的价带变形势耦合通过剪切应变。相应的光机耦合参数被量化为$0.15 \mathrm{meV nm^{-1}}$。该值超过了振动纳米棒在100倍更高频率下报告的大约一个数量级。使用该值，从实验观察到的调制推导出10 nm范围内的导出垂直位移。这些结果代表了一个重要的一步，创造大规模的光机械电路接口的单光学活性量子点与光学和机械波。
2019-08-23 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Hexagonal boron nitride cavity optomechanics
六方氮化硼（hBN）是一种新兴的层状材料，在各种二维器件中起着关键作用，在纳米光子学和纳米力学方面有着潜在的应用。在这里，我们展示了第一个腔光学机械系统纳入hBN。纳米机械谐振器组成的hBN梁与预测的厚度在8 nm和51 nm之间的制造使用电子束诱导蚀刻和定位在硅微盘腔的光学近场。证明了160 fm/ $\sqrt{\text{Hz}}$对hBN纳米梁运动的灵敏度，允许观察频率在1和23 MHz之间的热驱动机械共振，并且机械品质因数在室温下在高真空中达到1100。此外，空气阻尼的作用进行了研究，通过压力相关的测量。我们的研究结果构成了一个重要的一步，实现集成光机械电路采用hBN。
2018-12-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Achieving Wave Pipelining in Spin Wave Technology
就其本质而言，电压/电流激发的自旋波（SW）通过波导传播而不消耗明显的功率。如果SW激励是通过向输入端连续施加电压/电流来执行的（通常是这种情况），则总能耗由换能器功率和电路关键路径延迟决定，这会由于SW缓慢而导致高能耗。然而，如果换能器在脉冲中操作，则能量变得与电路延迟无关，并且它主要由换能器功率和延迟确定，因此脉冲操作应该是目标。在本文中，我们利用一个三输入的多数门（MAJ）来研究连续模式操作（CMO）和脉冲模式操作（PMO）。此外，我们通过微磁学模拟验证了CMO和PMO三输入择多门。此外，我们评估和比较CMO和PMO多数门实现的能量。结果表明，PMO减少MAJ门的能量消耗的一个因素的18。此外，我们描述了如何PMO可以打开的道路，利用波流水线（WP）的概念在SW电路。我们验证WP的概念，通过微磁模拟，我们评估其影响的吞吐量。我们的评估表明，由四个级联的MAJ门WP形成的电路的吞吐量增加了3.6倍。
2021-06-21 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
