Eliminating Structural Loss in Optomechanical Resonators Using Elastic Wave Interference
光机械谐振器遭受通过使结构能够悬挂的必要锚的机械能的耗散。在这里，我们表明，这种结构损失的光机械振荡器几乎可以完全消除通过相消干涉的弹性波使用双盘谐振器。我们还提出了预测观察到的弹性波干涉的分析和数值模型。我们的实验数据显示，无应力SiN设备的机械Q-因子高达$10^4$在机械频率为$f=102$ MHz（$fQ = 10^{12}$），在室温下。
2014-05-30 physics.optics
Rayleigh scattering boosted multi-GHz displacement sensitivity in whispering gallery opto-mechanical resonators
光机械腔中光场的有限光子寿命对机械谐振频率处的位移传感施加了带宽限制，该机械谐振频率超过加载腔光子衰减速率。光-机械调制效率可以通过多GHz的转换技术，如压电-光-机械，在芯片上集成的成本来提高。在本文中，我们提出了一种新的高带宽位移传感方案，利用瑞利散射在光子谐振器。将这种技术与硅芯片上的静电驱动结合使用，可以在高达9.1GHz的频率下实现高效调制。由于不依赖于驱动机构，该方案可以很容易地扩展到压电光机械和全光传感系统。
2013-09-05 physics.optics
Damping of optomechanical disks resonators vibrating in air
我们报告的微型砷化镓光盘光机械谐振器在空气中振动的射频范围。用扫描电子显微镜和光学干涉仪研究了圆盘的弯曲模态，并用环形板的弹性理论正确地建模。系统地测量了机械阻尼，并与原始的空气阻尼分析模型进行了比较。公式推导出正确再现的机械模式和阻尼行为，并可以作为设计工具，在流体环境中的光机械应用。
2012-06-14 physics.optics
Opto-Acoustic Biosensing with Optomechanofluidic Resonators
光-机械-流体谐振器（OMFRs）是一种独特的光流体平台，可以在完全包含的微流体系统中测量流体和生物分析物的声学特性。通过将光限制在OMFRs的超高Q回音壁模式中，诸如辐射压力和电致伸缩的光学力可以用于致动和感测跨越MHz到GHz频率的结构机械振动。这些振动是混合流体壳模式，夹带任何生物分析物存在于内部。因此，生物分析物现在可以在设备的光机械振动光谱上反映它们的声学特性，除了使用现有的光流体技术进行光学特性测量之外。在这项工作中，我们调查的OMFRs使用计算本征频率分析的声学传感能力。我们分析了OMFR本征频率的灵敏度，以及散装流体相材料的纳米粒子，并提出了方法来提取多个声学参数从多个振动模式。这种光声测量提供的新的信息自由度可能会在不久的将来导致令人惊讶的新传感器应用。
2014-05-21 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
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
Miniature GaAs disk resonators probed by a looped fiber taper for optomechanics applications
GaAs圆盘谐振器（在我们的工作中，典型圆盘尺寸为5 \mum * 200 nm）是用于增强光机械耦合的良好候选者，这要归功于它们将光能和机械能两者限制在亚微米相互作用体积中的能力。我们提出的GaAs光盘的光机械特性的近场光耦合从锥形二氧化硅纳米波导的结果。观察到光学Q因子高达几个10^5的回音壁模式。讨论了临界耦合、光学共振偶极分裂和模式识别。我们最终展示了一个光学力学现象的光学力吸引的二氧化硅锥盘。这种现象表明，机械和光学自由度在微纳米级自然耦合。
2012-06-16 physics.optics
Observation of optomechanical coupling in a microbottle resonator
在这项工作中，我们报告的光机械耦合，解决边带和声子激射在一个固体芯微瓶谐振器上的单模光纤。在机械频率f_m=33.7 MHz和f_m=58.9 MHz下，观察到品质因数（Q_m）分别高达1.57*10^4和1.45*10^4的机械模式。最大f_m*Q_m~0.85*10^12 Hz接近于在室温下克服机械运动的解析边带冷却的热退相干所需的理论下限6*10^12 Hz，这表明微瓶谐振器作为这种努力的可能平台。除了光学机械效应，散射诱导的模式分裂和振铃现象，这是典型的高品质的光学谐振，也观察到在微瓶谐振器。
2016-08-01 physics.optics
Diamond electro-optomechanical resonators integrated in nanophotonic circuits
金刚石集成光子器件在纳米光子学和量子光学领域有着广阔的应用前景。在这里，我们展示了金刚石纳米光子电路的主动调制，利用独立的金刚石电光机械谐振器的机械自由度。我们获得高达9600的高品质因数，使我们能够读出驱动的纳米机械响应与集成的光学干涉仪具有高灵敏度。我们能够激发更高阶的机械模式高达115 MHz，并在环境条件下观察纳米力学响应。
2014-10-28 physics.optics
Imaging of acoustic pressure modes in opto-mechano-fluidic resonators with a single particle probe
光-机械-流体谐振器（OMFRs）是一种高通量检测任意介质中自由流动微粒力学特性的新平台。实验提取的OMFR模式的形状，特别是流体核心内的声压场，是必不可少的确定灵敏度和提取的颗粒参数。在这里，我们展示了一种新的成像技术，用于同时捕获OMFR系统中的多个振动模式的空间分布的声压场。该机制使用微粒作为微扰成像探针，并可能揭示了粒子本身的多模惯性检测的逆路径。
2017-11-17 physics.optics
High-sensitivity silicon nitride microring resonator opto-fluidic sensor
Cardiff University（卡迪夫大学）；University of Plymouth（普利茅斯大学）；Swansea University（斯旺西大学）
基于硅氮微环谐振器的高灵敏度光流传感器，实现每折射率单位579纳米的灵敏度，适用于环境和生物传感应用。
2026-01-27 physics.optics
Optomechanical coupling in photonic crystal supported nanomechanical waveguides
我们报告增强光机械耦合嵌入纳米机械梁谐振器内的光学跑道谐振器。机械谐振器的精确控制是通过将光束夹在两个低损耗的光子晶体波导耦合器之间来实现的。耦合器提供的低插入损耗和刚性机械支撑产生高机械和光学Q因子，以改善信号质量。
2009-06-02 physics.optics
Design of tunable GHz-frequency optomechanical crystal resonators
我们提出了一种硅光机械纳米梁设计与动态可调的声学模式在10.2 GHz。利用片内电容，谐振频率可偏移90 kHz/V^2，片内电容经过优化，可在10 V工作电压下施加高达1 $μ$ N的力。光学谐振频率约190太赫兹，Q因子高达$2.2 \times 10^6$，将结构置于良好分辨的边带区域，真空光机耦合率高达$g_0/2π= 353$ kHz。例如，调谐可用于克服由于制造误差而导致的设备到设备声学谐振频率的变化，为由光机腔阵列组成的光机电路铺平道路。
2016-03-17 physics.optics
High frequency GaAs nano-optomechanical disk resonator
当耦合发生在减小的体积中时，机械振荡器与被捕获在腔中的光之间的光机械耦合增加。在这里，我们展示了GaAs半导体光机械盘系统，其中光学和机械能可以被限制在一个亚微米尺度的相互作用体积。我们观察到巨大的光机械耦合率高达100 GHz/nm，涉及皮克质量机械模式与频率之间的100 MHz和1 GHz。机械模式被挑出来测量其分散作为磁盘几何形状的函数。它们的布朗运动在室温和常压下用光学方法分辨，灵敏度为10^（-17）m/sqrt（Hz），接近量子极限的不精确度。
2010-07-20 physics.optics
Optomechanical cooling and self-stabilization of a waveguide coupled to a whispering-gallery-mode resonator
机械自由度的激光冷却是光力学领域最重要的成就之一。在这里，我们报告，第一次尽我们所知，有效的被动光机械冷却的运动耦合到回音壁模式（WGM）谐振器的独立波导。波导是8 mm长的玻璃纤维纳米钉，其具有在Ω/2π = 2.5 kHz处的基本弯曲谐振和1.2 10**5的Q因子。当以接近WGM谐振频率的光频发射250 μW激光时，我们观察到纳米尖峰谐振从室温冷却到1.8K。同时冷却的第一高阶机械模式也被观察到。的nanospike的整体布朗运动的强烈抑制，观察到的平均平方位移减少11.6 dB，表明强烈的光学机械稳定的nanospike和腔模式之间的线性耦合。冷却主要是由光热效应和纳米钉和WGM谐振器之间的光学力的组合引起的。结果是直接相关的WGM谐振器的许多应用，包括原子物理学，光学力学和传感。
2020-09-01 physics.optics
Sideband-Resolved 4H-SiC Optomechanical Resonators with Interference-Engineered Anchor-Loss Suppression
Carnegie Mellon University（卡内基梅隆大学）；University of Florida（佛罗里达大学）；Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院）
本研究基于4H-SiC平台研制边带分辨光机械谐振器，采用干涉工程抑制锚定损耗，实现高光学与机械品质因子，首次观测到该平台的光机械诱导透明，确立其作为集成腔光力学平台的潜力。
2026-07-30 physics.optics
Micro-optical resonators for microlasers and integrated optoelectronics: recent advances and future challenges
光学微腔通过几乎全内反射或分布式布拉格反射的机制将光捕获在紧凑的体积中，实现光放大，并选择出可以发射或耦合到光导中的特定（谐振）频率的光，并降低激光发射的阈值。这样的谐振器具有从1到100 mkm的半径，并且可以用宽范围的材料制造。基于光学谐振腔的器件对于腔量子电动力学实验、频率稳定、光学滤波和开关、光产生、生物传感和非线性光学是必不可少的。
2006-07-26 physics.optics
Hybrid confinement of optical and mechanical modes in a bullseye optomechanical resonator
光机械腔已被证明是探索机械波和光波之间相互作用的基础和技术方面的一种特殊工具。这种相互作用强烈受益于具有大的光机械耦合、高的机械和光学品质因数以及大于光学模式线宽的机械频率（所谓的分辨边带极限）的腔。在这里，我们展示了一种新型的光学机械腔的基础上，一个径向机械带隙的磁盘。这种设计通过不同的物理机制限制光和机械波，这允许独立控制机械和光学特性。我们的器件设计不受独特材料特性的限制，并且可以很容易地进行调整，以允许与其他有前途的材料进行大的光机械耦合和高的机械品质因数。最后，我们的演示是基于在商业硅光子学设施上制造的器件，表明我们的方法可以很容易地扩展。
2016-05-20 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
An opto-electro-mechanical system based on evanescently-coupled optical microbottle and electromechanical resonator
演示了二氧化硅光学微瓶谐振器和GaAs机电谐振器之间的消逝耦合。这种耦合提供了高的光学灵敏度和机械运动的有效压电可控性。基于光机检测和机电控制的光机电反馈控制在室温下的加热和冷却机制进行。这种反馈方案可以推广到具有任意结构和材料的机电谐振器中的热机械运动的有效控制。
2018-05-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
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
Real-time sensing of flowing nanoparticles with electro-opto-mechanics
高Q光学谐振器允许通过光学特征的扰动来对单个纳米颗粒进行无标记检测，但是由于依赖于随机扩散来将颗粒递送到感测区域而具有实际限制。我们最近开发了微流体光机械谐振器，允许检测流体介质中的自由流动的颗粒，具有近乎完美的检测效率，而不需要标记，绑定，或直接访问的光学模式。单粒子的快速检测是通过长距离的光机械相互作用来实现的，该相互作用影响来自谐振器的散射光谱，该散射光谱可以通过后处理来量化。在这里，我们提出了一种混合机电-光机技术，用于大幅增加这些optomechanofluidic传感器的带宽，从而实现实时操作。该系统的时间分辨率优于20~ \us（50，000事件/秒），粒子传感分辨率低至490 nm，在空气中工作，无需任何稳定或环境控制。我们的技术显著增强了高Q光学谐振器进入力学领域的传感能力，并允许对大纳米颗粒群体进行极高通量的分析。
2016-09-29 physics.optics
Synchronization in PT-symmetric optomechanical resonators
同步在自同步、通信、神经网络等领域有着重要的应用。本文通过引入PT对称结构，提出了一种在两个耦合光机械谐振腔中实现两个机械模式同步的机制。结果表明，通过减小两个光机械谐振器之间的耦合强度，可以提高两个远离谐振的机械模式之间的同步程度。另外，当我们考虑光机械谐振腔中的随机噪声时，我们发现在特定的参数范围内，更多的噪声可以提高系统的同步程度。我们的研究结果开辟了PT对称系统和同步研究的新维度。
2020-04-04 physics.optics quant-ph
High-Q optomechanical circuits made from polished nanocrystalline diamond thin films
我们展示了由纳米金刚石薄膜制备的具有高机械品质因数的集成光机械电路。使用化学机械抛光，生长的多晶金刚石膜的RMS表面粗糙度降低到3 nm以下，以允许制造高质量的纳米光子电路。通过将独立的纳米机械谐振器集成到集成光学器件中，利用片上马赫-曾德尔干涉仪实现了金刚石谐振器的热机械运动的有效读出。机械品质因数高达28,800的四重钳位光机械谐振器耦合到纳米光子波导的倏逝近场测量。我们的平台为片上计量和传感应用的光机电路大规模集成提供了希望。
2014-03-22 physics.optics
Integrated high frequency aluminum nitride optomechanical resonators
氮化铝（AlN）材料具有优良的机电性能，在微机电谐振器中得到了广泛的应用。在这里，我们展示了使用AlN作为光学机械材料，同时提供低的光学和机械损耗。采用悬环结构的集成AlN微晶体谐振器具有较高的光学品质因数（Q），负载Q值高达125，000。在环境空气中，GHz轮廓模式的布朗运动的光机转换产生6.2 \times 10^（-18）m/Hz^（1/2）的位移灵敏度。
2012-04-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optomechanical THz detection with a sub-wavelength resonator
太赫兹（THz）光谱域提供了无数的应用，涵盖化学光谱学，医学，安全和成像[1]。它最近也成为光-物质相互作用基础研究的游乐场[2-6]。太赫兹科学和技术可以受益于光机械方法，利用光与微型机械谐振器的相互作用[7，8]。到目前为止，光学力学主要集中在光学和微波领域，导致新型量子实验[9-11]和光学微波转换器的发展[12-14]。在这里，我们展示了一个集成的元原子[15]太赫兹谐振器，其柔性部分充当机械振荡器。在该装置中，自由空间THz光子由谐振器收集，并感应高频电流和电荷，这些电流和电荷又耦合到机械自由度。由此产生的机械运动是光学读出，使我们的设备在室温下作为一个紧凑和高效的太赫兹探测器。此外，该器件在高调制频率（> 10 MHz）下工作，远远超过Golay电池、热电探测器和低温半导体测辐射热计的截止频率[16，17]。值得注意的是，我们的实验明确揭示了一个瞬时太赫兹检测机制所产生的纳米级库仑相互作用，与噪声等效功率，这是潜在的频率无关。除了这种效果，我们紧凑的几何结构允许非冷却测辐射热检测[18]，具有极短的热扩散时间（几微秒）和高探测率。
2017-05-31 physics.optics
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
Optomechanically induced non-reciprocity in microring resonators
我们描述了一种新的方法，在芯片上的光学非互易性，它利用强的光机械相互作用的微谐振腔。通过在一个方向上光学地泵浦环形谐振器，光机械耦合仅在该方向上增强，并且因此，系统表现出非互易响应。对于不同的配置，该系统可以作为一个光隔离器或相干非互易移相器。我们表明，这样的设备上的单光子水平的操作可以实现与现有的技术。
2012-03-16 physics.optics quant-ph
Electromagnetically induced transparency and wide-band wavelength conversion in silicon nitride microdisk optomechanical resonators
我们证明了光机械介导的电磁感应的透明度和波长转换的氮化硅（Si3N4）微盘谐振器。制造的器件支持品质因数（Q）为10^6的回音壁光学模式，以及Q=10^4和625 MHz的谐振频率的径向呼吸机械模式，使得系统处于分辨边带状态。将强光学控制场放置在光学模式的红（蓝）失谐边带上会产生与共振探测光束的相干干涉，从而为探测器引入透明（吸收）窗口。对于器件的多个光学模式观察到这一点，所有这些光学模式都耦合到相同的机械模式，并且由于Si3N4的大带隙，这些光学模式可以在波长上广泛分离。利用这些特性来演示频率跨度为69.4 THz的1300 nm和980 nm波段之间的光信号的频率上转换和下转换。
2013-06-03 physics.optics
A fiber-type optomechanical array using high-Q microbottle resonators
本文提出一种由五十个高Q值二氧化硅微泡谐振器构成的光纤型光机阵列，通过锥形光纤倏逝耦合实现任意位置的高灵敏度读出与驱动，并支持线性及参数驱动下的声子传播，具有可扩展、可调谐、无光刻等优势，适用于光纤传感。
2023-10-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Silicon Double-Disk Optomechanical Resonators from Wafer-Scale Double-Layered Silicon-on-Insulator
本文提出晶圆级双层SOI制造工艺，首次实现硅双盘WGM光机械谐振器的集成制造，器件光学品质因数达10^5量级、单光子光机械耦合约15 kHz。
2025-05-07 physics.optics quant-ph
Efficient anchor loss suppression in coupled near-field optomechanical resonators
通过朝向衬底的辐射的弹性耗散是微机械谐振器和纳米机械谐振器中的主要损耗通道。设计这些谐振器与光学腔的耦合进一步使低损耗光机械器件的设计复杂化并受到限制。在这项工作中，我们依赖于机械辐射的相干抵消，以证明材料和表面吸收限制的硅近场光机械谐振器在几十MHz的振荡。我们的耗散抑制计划的有效性进行了研究，在室温和低温。而在室温下，我们可以达到7.61 k的最大品质因数（$fQ$ -$10^{11}$ ~Hz量级的乘积），在22 k下，品质因数增加到37 k，导致$2\times10^{12}$ ~Hz的$fQ$ -乘积。
2017-10-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Parametric amplifier mediated nonreciprocal phonon laser in non-Markovian optomechanical resonators
Northeast Normal University（东北师范大学）；Ludong University（鲁东大学）；Shangrao Normal University（上饶师范学院）；RIKEN Center for Quantum Computing (RQC)（理化学研究所量子计算中心）
本文提出并研究了非马尔可夫光机谐振器中由DOPA介导的非互易声子激光器，利用萨尼亚克-斐索效应实现单向激光，并发现非马尔可夫效应可进一步降低阈值功率，增强激光性能。
2026-10-07 physics.optics
High quality factor mg-scale silicon mechanical resonators for 3-mode optoacoustic parametric amplifiers
毫克级谐振器已被证明适合于创建3模式光声参量放大器，基于先进的引力波探测器首次预测的现象。为了实现实用的光声参量放大，需要高品质因数的谐振器。我们提出了毫米级硅谐振器，其设计表现出频率在10^5 - 10^6 Hz范围内的扭转振动模式，用于在紧凑的桌面系统中观察3模式光声相互作用。我们的设计结合了一个隔离阶段，并最大限度地减少了光学涂层的声学损失。在室温和10^-3 Pa的压力下，我们观察到模式频率为401.5 kHz时的品质因数为7.5 x 10^5。我们通过映射谐振器的振幅响应并与有限元建模进行比较来确认模式形状。本研究有助于发展三模光声参量放大器，用于新型高灵敏度信号传感器和量子测量实验。
2013-03-25 physics.ins-det physics.optics
Opto-Mechano-Fluidic Viscometer
光-机械-流体谐振器的最新发展通过利用光子辐射压力提供了用于流体密度和体积模量的光学传感的新的微流体平台。在这里，我们表明，流体粘度也可以通过光学机械测量的谐振器的机械模式的振动噪声谱来确定。预测和实验验证了在低粘度制度的光谱线宽和根粘度之间的线性关系。我们的研究结果是一个多频测量任意流体的粘弹性，没有样品污染，使用高灵敏度的光学力学技术的一步。
2014-04-13 physics.optics
Induced transparency in optomechanically coupled resonators
在这项工作中，我们从理论上研究了两个光机械耦合谐振腔的混合系统，它表现出诱导透明。这通过将光学环形谐振器耦合到环形来实现。在半经典分析中，系统表现出双稳性、孤立分支和自维持振荡动力学。此外，我们发现诱导透明透明窗口敏感地依赖于机械运动。基于这一事实，我们表明，所描述的系统可以被用作弱力检测器和最佳的灵敏度可以击败标准的量子极限，而无需使用反馈控制或压缩在现有的实验条件下。
2015-10-22 physics.optics quant-ph
A Monolithic Radiation-Pressure Driven, Low Phase Noise Silicon Nitride Opto-Mechanical Oscillator
过去所示的腔光机械使能的辐射压力（RP）驱动振荡器提供了全光学射频（RF）源，而不需要外部电反馈。然而，这些振荡器需要外部锥形光纤或棱镜耦合和非标准制造工艺。在这项工作中，我们提出了一个CMOS兼容的制造工艺，设计高光学品质因数光机械谐振器在氮化硅。在此过程中设计的环形谐振器表现出低相位噪声RP驱动的振荡。使用集成光栅耦合器和波导将光耦合到微谐振器消除了先前演示中存在的接近载波频率的1/f^3和其他高阶相位噪声斜率。本文给出了一个工作在41.97MHz的射频驱动OMO，在1 kHz的频率偏移下，信号功率为-11dBm，相位噪声为-85dBc/Hz，在10 Hz的频率偏移下，噪声仅为1/f^2。
2011-09-14 physics.optics
Optical circulation in a multimode optomechanical resonator
光环行器是现代通信技术的重要组成部分。这些非互易元件具有定向路由光子的能力，在光子电路中提供了有用的功能，并为信息处理的基础研究提供了前景。因此，开发高效的光学循环器提出了一个重要的挑战，特别是实现不依赖于磁场偏置来破坏互易性的紧凑的可重新配置的实现。我们演示了基于辐射压力相互作用的片上多模光机系统中的光循环。我们表明，机械介导的光学模式转换在硅微环提供了一个合成的规范偏置的光，这使得4端口环行器通过利用适当的光路之间的定制干涉。我们确定了两个边带条件下，理想的循环接近。这允许在所有相关通道中通过实验证明$\sim$ 10 dB隔离和$<$ 3 dB插入损耗。我们展示了主动控制带宽、隔离比、噪声性能和循环方向的可能性，为可重构集成纳米光子电路提供了理想的机会。
2017-08-25 physics.optics
Optomechanical second-order sidebands and group delays in a Kerr resonator
从理论上研究了非线性克尔腔中的高阶光机诱导透明过程。确定了由克尔效应引起的光腔模式的频移，这导致信号及其高阶边带的非对称OMIT窗口。我们还发现，边带振幅和相关的群延迟敏感地依赖于克尔非线性的强度。这表明了利用各种非线性光学腔来增强或控制OMIT器件性能的可能性。
2018-01-26 physics.optics quant-ph
Improved optomechanical disk resonator sitting on a pedestal mechanical shield
实验证明了GaAs盘形光机械谐振器的机械品质因数Q的可控增强。在1.3 GHz下振动的具有集成在其基座中的机械屏蔽的MEMS显示出Q提高了10至16倍。结构的数值模拟和不同的振动模式进行观察，这阐明了Q增强机制。提出了一种优化的双盘几何形状，保证Q值在百万以上的大参数范围内。
2014-11-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
High-Q silicon optomechanical microdisk resonators at gigahertz frequencies
我们报告的圆盘形硅光机械谐振器的频率高达1.75 GHz的双频带。对圆盘的面内振动模式的热运动进行光学转换，得到的位移灵敏度为4.1 \times 10^（-17）m/Hz^（1/2）。由于减小的箝位损耗，这些盘谐振器具有高的机械品质因数（Q），在环境空气中测量的1.47 GHz模式的最高值为4370。数值模拟的模态频率和机械Q值的不同底切盘显示模态耦合，并建议一个现实的基座尺寸，以实现最高的可能的Q值。
2012-04-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-organized synchronization of mechanically coupled resonators based on optomechanics gain-loss balance
我们研究集体非线性动力学的蓝失谐光机械腔，机械耦合到一个未驱动的机械谐振器。通过控制驱动场的强度，我们设计了一个机械增益，平衡了未驱动谐振器的损耗。这种增益-损耗平衡对应于两个耦合的机械谐振器同时进入自持极限环振荡状态的阈值。因此，根据机械耦合率、光致机械增益和弹簧效应以及谐振器之间的频率失配，出现了丰富的集体动力学集合，例如同相和异相同步。此外，我们引入了二次耦合，诱导增强的同相同步。这项工作显示了如何声子传输可以远程诱导耦合机械谐振器阵列的同步，并开辟了新的途径，计量，通信，声子处理，和新的存储器的概念。
2020-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Uncooled low-noise thin-film optomechanical resonator for thermal sensing on lithium niobate
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；Ming Hsieh Department of Electrical and Computer Engineering, University of Southern California（南加州大学明希电子与计算机工程学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Chandra Family Department of Electrical and Computer Engineering, The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校昌德拉家庭电子与计算机工程学院）
该研究开发了一种基于薄膜铌酸锂的紧凑光学机械共振器，实现高灵敏度热感应与无冷却红外检测。
2026-01-06 physics.optics
The effects of ion implantation damage to photonic crystal optomechanical resonators in silicon
在注入磷施主的绝缘体上硅（SOI）衬底上制作光机械谐振器。然后在衬底退火之前和之后测量谐振器的机械和光学性质（在6开尔文和室温下）。所有测量的谐振器幸存的退火和他们的机械线宽下降，而他们的光学和机械频率增加。这与离子注入造成的晶格损伤一致，导致光学和机械性能劣化，然后通过退火进行修复。我们解释这些影响定性与硅晶格结构的变化。我们还报告了一些无法解释的功能在预退火样品。此外，我们报告部分制造的光机械谐振器与氖离子铣削。
2021-09-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Kerr-optomechanical spectroscopy of multimode diamond resonators
本研究对金刚石微盘进行宽带光机械光谱分析，观察到频率高达10 GHz的高品质因子机械模式，并通过Fano干涉估计其光机械耦合超过10 kHz，结合高每声子应力，表明其适用于高频多模光机械和自旋-光机械耦合。
2023-06-17 physics.optics quant-ph
Nested Trampoline Resonators for Optomechanics
光学机械设备开发中的两个主要挑战是实现低机械和光学损耗率以及与环境的振动隔离。我们解决了这两个问题，制造蹦床谐振器由低压化学气相沉积（LPCVD）硅$_3$ N $_4$与分布式布拉格反射镜（DBR）的镜子。我们设计了一个嵌套的双谐振器结构，在内部谐振器频率与安装表面的机械隔离为80 dB，我们证明了高达45 dB的隔离在较低的频率与设计一致。我们可靠地制造出室温下机械品质因数约为400，000的器件。此外，这些器件还用于形成精细度高达181，000 $\pm$ 1，000的光学腔。这些有前途的参数将使实验在量子制度与宏观机械谐振器。
2016-01-06 physics.optics quant-ph
Thermalization properties at mK temperatures of a nanoscale optomechanical resonator with acoustic-bandgap shield
在亚开尔文温度下对机械谐振频率为3.6GHz的纳米硅光机械晶体腔进行了光学测量。我们推断光学吸收引起的加热和阻尼的机械谐振器的声子占有率和运动边带不对称性的测量。在最低的探测功率和最低的冰箱温度（10mK）下，发现局域机械共振以400Hz（Q= 9 × 10^6）的速率耦合到温度为270mK的热浴中。这些测量结果表明，硅光机械晶体冷却到毫开尔文温度应该适合于各种实验，涉及光子和声子之间的相干耦合在单量子水平。
2014-03-14 physics.optics quant-ph
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
Coherent mechanical noise cancellation and cooperativity competition in optomechanical arrays
研究多个耦合机械谐振器之间的相互作用是光力学领域一个很有前途的新方向。了解相互作用的动力学可以产生丰富的新效应，例如增强耦合和多体物理。特别地，多谐振器光学机械系统允许由于光学腔相干耦合机械谐振器而引起的不同的动态效应。在这里，我们研究了两个SiN膜和一个单一的光学模式的机械响应，并发现腔诱导的本地和腔转导的谐振器所经历的热噪声之间的时间延迟。这导致光学机械相位滞后，导致相消干涉，以可控的方式抵消机械热噪声高达20 dB，符合我们的理论预期。膜之间的有效耦合的基础上，我们进一步提出，推导和测量的集体效应，协同竞争的机械耗散，其中一个谐振器的线宽取决于其他谐振器的耦合效率（协同）。
2022-02-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
A Hybrid (Al)GaAs-LiNbO$_3$ Surface Acoustic Wave Resonator for Cavity Quantum Dot Optomechanics
通过异质集成制造包括（Al）GaAs量子点异质结构和LiNbO $_3$表面声波谐振器的混合器件。对于工作频率$f\approx 300$ MHz，证明了高声学品质因数$Q>4000$。测得的大品质因数-频率乘积$Q\times f>10^{12}$确保了在温度超过$T>50\,\mathrm{K}$时抑制热噪声引起的退相干。观察到单量子点与谐振腔模式的频率和位置依赖的光机耦合。
2020-09-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Optomechanically-induced-transparency cooling of massive mechanical resonators to the quantum ground state
大质量机械物体的基态冷却仍然是一个困难的任务，受到未解决的机械边带的限制。我们提出了一种光机诱导透明冷却方案，在两个机械模耦合到同一个光腔模的纯光机系统中，在没有解决边带条件的情况下实现机械运动的基态冷却。我们表明，基态冷却是可以实现的边带分辨率$ω_{m}/κ$低至0.003。这为大质量宏观器件的量子操纵和高精度测量提供了新的途径。
2015-04-17 physics.optics quant-ph
Optomechanical Ramsey Interferometry
本文采用Ramsey的分离振荡场方法研究光机械谐振腔中力学系统的相干性。在发射光场中，当两个脉冲在时间上分开时，观察到高分辨率的Ramsey条纹。我们发展了一个理论来描述拉姆齐条纹下的瞬态光机行为。我们还使用石英微谐振器进行了实验演示。该方法具有通用性，可用于不同类型的机械谐振器、机电谐振器。
2014-08-22 physics.optics quant-ph
Evanescent straight tapered-fiber coupling of ultra-high Q optomechanical micro-resonators in a low-vibration helium-4 exchange-gas cryostat
我们研制了一种装置，在氦-4低温恒温器中使用1550 nm波长的直锥形光纤耦合50微米直径的回音壁二氧化硅微环形谐振器。在专门用于提高机械稳定性的顶部加载探头上，我们使用专门开发的“低温切片机”对腔体进行光学探测，从而记录低温下光机系统的校准机械光谱。然后，我们展示了一个63 MHz的环形谐振器的机械模式下到低温恒温器的基础温度为1.65 K，从而证明了通过静态低压交换气体的热传导的低温制冷的可行性。因此，在光机械方面，我们提供了一种功能强大的多功能工具，在光耦合效率、机械稳定性和低温冷却方面具有最先进的性能。
2013-05-20 physics.ins-det physics.optics
Generation and detection of large and robust entanglement between two different mechanical resonators in cavity optomechanics
我们研究了一种在两个不同频率的机械谐振器之间产生动态或稳态连续变量纠缠的一般方案。我们采用了一个光学机械系统，其中一个单一的光学腔模驱动的适当选择的双音场耦合到两个谐振腔。可以实现显著大的机械缠结，这对于温度是非常稳健的。
2015-09-25 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
