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
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
Optomechanical cooling by STIRAP-assisted energy transfer $:$ an alternative route towards the mechanical ground state
标准的光机械冷却方法理想地需要弱耦合和腔阻尼率，这使得运动边带能够被很好地解析。如果耦合太大，则边带分辨冷却是不稳定的，或者旋转波近似可能变得无效。在这项工作中，我们描述了一个协议，以冷却耦合到一个光机械腔中的驱动光学模式的机械谐振器，这也是耦合到另一个辅助光学腔中的光学模式，和两个腔的频率调制。我们表明，通过调制驱动的振幅，以及，可以执行一种类型的STIRAP转移的占领从机械模式的有损辅助光学模式，从而导致冷却的机械模式。我们展示了该协议如何在各种制度，如强耦合和未解决的边带限制，可以优于正常的光学机械边带冷却。
2020-11-04 physics.optics quant-ph
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 sideband cooling of a thin membrane within a cavity
我们提出了一个实验研究的动态反作用冷却的基本振动模式的薄的非透明膜放置在一个高精细光学腔。我们研究了辐射压力相互作用如何改变振动模式的力学响应，实验结果与耦合动力学的朗之万方程描述一致。实验是在解析边带机制中进行的，我们观察到冷却因子为350。我们还观察到与腔模频率相对于有效膜位置的扩展中的二次项相关的机械频移，这在其他腔光机设备中通常可以忽略不计。
2012-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
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
Optomechanical second-order sidebands and group delays in a spinning resonator with parametric amplifier and non-Markovian effects
本研究针对含简并光学参量放大器的旋转谐振器，分析了二阶边带与群延迟的调控规律，并拓展至非马尔可夫环境研究，为光力器件调控及相关领域应用提供了新途径。
2024-04-12 physics.optics quant-ph
Tunable optical second-order sideband effects in a parity-time symmetric optomechanical system
从理论上研究了由被动腔和主动腔组成的光学宇称时间（PT）对称系统中的光学二阶边带产生（OSSG）。结果表明，在异常点附近，不仅蓝光探测器-泵浦失谐共振情况下，而且红光探测器-泵浦失谐共振情况下，光开关光开关的效率都有明显的提高。利用实验可得的参数，我们研究了原子系综对OSSG效率的影响。数值计算结果表明，OSSG的效率比一阶边带高出30%，这很容易通过同时调制原子与腔的耦合强度和失谐量来实现。此外，OSSG的效率也可以通过泵浦功率有效地调节，并且当泵浦功率足够强时，效率是鲁棒的。该研究对调制非线性光学特性和控制光传输具有一定的指导意义，有望在光通信领域得到进一步的应用。
2020-01-08 physics.optics quant-ph
Enhanced optomechanical coupling between an optically levitated particle and an ultrahigh Q optical microcavity
提出一种结合光学镊子与超高Q环形微腔的平台，通过近场耦合实现单光子光机械耦合50倍增强，为悬浮介观粒子的量子实验铺路。
2024-10-21 physics.optics
Clamped and sideband-resolved silicon optomechanical crystals
针对传统悬浮光力学晶体热耗散差、既有夹持式OMC相互作用弱的问题，提出利用连续谱外高波矢力学模式的新型夹持硅基OMC，首次实现边带分辨区量子级光力学相互作用，耦合率达0.5MHz、协同性提升7倍，可工作于超导量子比特常用频段，为多领域应用开辟新路径。
2023-03-31 physics.optics quant-ph
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
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
Room temperature mass sensing based on nonlinear optomechanical dynamics: membrane-in-the-middle versus suspended membrane
本研究基于腔光力学系统经典非线性动力学，对比中间膜式与悬浮膜式两类系统的质量传感性能，通过双音激光驱动关联机械振荡与腔场边带实现质量检测，中间膜式系统借助额外单音激光可在室温下实现10⁻¹¹量级的超高灵敏度，工作范围覆盖7-8个数量级。
2025-02-23 physics.optics
Optomechanical sideband asymmetry explained by stochastic electrodynamics
在随机电动力学的框架内，我们推导了激光束从悬挂镜反射的噪声谱。电磁场遵循麦克斯韦方程组，由确定性部分和随机性部分描述，确定性部分解释了激光场，随机性部分解释了热和零点背景波动。同样，镜面运动满足牛顿运动方程，由确定性和随机性部分组成，类似于朗之万方程。我们考虑一个光电探测器，它记录了从反射镜反射的场的功率，反射镜与频移参考光束干涉（外差干涉）。我们从理论上表明，光电探测器信号的功率谱密度是由四个部分组成：（i）一个确定性项与拍音符，（ii）散粒噪声，（iii）的实际外差信号的反射镜运动和（iv）交叉项之间的相关性测量噪声（散粒噪声）和反作用噪声（辐射压力散粒噪声）。后者引起拉曼边带不对称观察与超冷原子，腔光学力学和悬浮的纳米粒子。我们的经典理论完全再现了实验观测，并与量子理论处理所获得的结果一致。
2022-10-04 physics.optics quant-ph
Cascaded optical transparency in multimode-cavity optomechanical systems
电磁感应透明在许多物理学科中具有重要的理论和实验意义，如原子物理学、量子光学和最近的腔光学力学。光延迟是电磁感应透明最显著的特征，而在腔光力学中，光延迟受边带分辨机械模的机械耗散率的限制。在这里，我们演示了一个级联的光学透明方案，通过利用参量声子-声子耦合在多模光学机械系统，其中低阻尼机械模式在未分辨边带制度耦合到一个中间，高频机械模式在光学腔的分辨边带制度。扩展的光延迟和更高的传输，以及光学进步的表现。这些结果为实现超长光延迟提供了一条途径，标志着向集成经典和量子信息存储器件迈出了重要一步。
2014-12-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Intracavity-squeezed optomechanical cooling
宏观机械谐振器的量子基态冷却对基础物理和应用科学都具有重要意义。传统的激光冷却方法受到量子反作用的限制，需要通过机械边带分解才能冷却到基态。提出了利用腔内光压缩来突破量子反作用极限的设想。它对所有的耗散通道都产生量子干涉，并且在某些情况下可以完全消除腔耗散和由此产生的量子反作用的影响，并且无论边带分辨率如何都具有低得多的冷却极限。我们表明，我们的计划，使基态冷却在高度未解决的边带限制，它也超出了弱耦合制度，这提供了机会，宏观力学系统的量子操纵。
2019-10-11 physics.optics quant-ph
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
A two-dimensional gallium phosphide optomechanical crystal in the resolved-sideband regime
本研究制备并表征了二维磷化镓光力学晶体，在195.6 THz电信频率下实现7.9×10^4的高光学Q因子，其7.7 GHz机械模式超过光学线宽3倍以上，实现450 kHz真空光力学耦合，是低温下长寿命确定性电信光子量子存储器的理想平台。
2024-08-22 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
Electromechanical Brillouin scattering in integrated optomechanical waveguides
在著名的受激布里渊散射（SBS）过程中，材料中的自发声学声子被激光激发并将激光散射成斯托克斯边带。SBS在光纤中变得更加明显，并已被利用来放大光信号，甚至实现激光发射。SBS的开发最近在集成光子学平台上激增，因为波导中光子和声子的同时限制导致急剧增强的相互作用。代替被光激励，相干声子也可以以非常高的效率被机电激励，如在射频声学滤波器中所利用的。在这里，我们展示了机电激发布里渊散射集成光机械波导的压电材料氮化铝（AlN）。用纳米制造的机电换能器激发频率为16 GHz的声学声子，以将波导中的反向传播光子散射成单个反斯托克斯边带。研究表明，布里渊散射的相位匹配条件可以通过改变光波长和声波频率来实现可调谐单边带调制。结合布里渊散射光子学与纳米机电系统，我们的方法提供了一个有效的微波和光学光子之间的接口，这将是重要的微波光子学和潜在的量子转导。
2019-05-09 physics.optics quant-ph
Mechanical Squeezing in Quadratically-coupled Optomechanical Systems
本研究在二次耦合耗散光机械系统中，通过调制单频驱动激光振幅产生突破3 dB标准量子极限的强机械压缩，结合边带冷却实现Bogoliubov模式基态冷却，优化边带比增强压缩，在10^4热声子下仍能实现超3 dB压缩与强光机械纠缠。
2022-10-02 physics.optics quant-ph
Enhanced entanglement of two optical modes in optomechanical systems via an optical parametric amplifier
研究了简并光参量放大器（OPA）对与机械谐振腔共同作用的两个腔模的稳态纠缠的影响。两个腔模分别在与机械谐振器相关联的红边带和蓝边带处被驱动，这在可分辨边带的极限下在它们之间产生纠缠。OPA使腔场产生单模压缩，从而显著提高了双模纠缠。研究发现，存在一个最佳的非线性增益的OPA，依赖于系统的温度，从而产生最大的纠缠。这种改进对于低温下的系统尤其显著。
2017-03-08 physics.optics quant-ph
Unresolved-Sideband Optomechanics with Hexagonal Boron Nitride: Induced Transparency, Gain, and Frequency Combs
Physics Department, University of Basel（巴塞尔大学物理系）
利用可调谐光纤法布里-珀罗微腔与悬浮六方氮化硼鼓膜谐振器耦合，在非分辨边带区实现光力学诱导透明，观察从透明到增益的转变，并产生光力学频率梳。
2026-07-01 cond-mat.mes-hall 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
Nonlinear optomechanical resonance entering a self-organized energy transfer pattern
本研究在未解析边带光机械系统中发现新型非线性共振，即两驱动场频率差匹配机械频率时可形成自组织能量转移模式，能大幅降低光频梳生成的泵浦功率，为低技术限制系统的动力学研究与应用提供新思路。
2023-06-01 nlin.AO 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
Design of dispersive optomechanical coupling and cooling in ultrahigh-Q/V slot-type photonic crystal cavities
描述了超高Q/V缝隙型光子晶体腔中的强光-机动力学相互作用。色散耦合是基于模隙光子晶体腔，其具有0.02（lambda/n）3模体积的空气模中的光局部化，同时保持光学腔Q高达5 × 106。机械模式被建模为具有460 MHz的基本谐振ω_m/2 π和估计为12，000的品质因数Qm。对于这种槽型光机械腔，色散耦合gom的数值计算高达940 GHz/nm（洛美202 nm）的基本光机械模式。冷却和放大的动态参数振荡，在解决和未解决的边带限制，数值研究，随着位移谱密度和冷却速率的各种操作参数。
2010-08-10 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
Controllable double optical bistability via photon and phonon interaction in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了两个机械振子与两个腔体相互独立耦合以及腔体间直接隧道耦合的多模光机系统中的光学双稳现象。证明了通过调节驱动左腔的泵浦光强度，可以调节右腔平均腔内光子数的偏振态。在红边带区，平均腔内光子数相对大于蓝边带区。当控制场功率增大到某一临界值时，可以观察到右腔中腔内光子的双光学双稳态和机械谐振腔的两个稳态位置。此外，通过调节两腔之间的耦合系数以及腔模与机械模之间的耦合率，可以调节观察到双稳态和双稳态的临界值。
2021-05-12 physics.optics quant-ph
Ultrahigh-Q optomechanical crystals cavities fabricated on a CMOS foundry
光子晶体使用周期性结构来创建光波传播的禁频区，这允许在小尺寸器件中创建和集成复杂的光学功能。这种策略也已成功地应用于限制机械波，并探讨他们与光的相互作用，在所谓的光机械腔。由于其具有挑战性的设计，这些腔体传统上是使用专用的高分辨率电子束光刻工具制造的，这些工具本身就很慢，限制了这种解决方案的小规模应用或研究。在这里，我们将展示如何克服这个问题，通过使用深紫外光刻工艺制造光机械晶体上的商业CMOS代工厂。我们表明，一个精心设计的光子晶体可以承受的光刻工艺的限制，生产腔与测量的固有光学品质因数高达$Q_{i}=(1.21\pm0.02)\times10^{6}$。还使用声子晶体来创建光机械晶体，以将声波紧密地限制在光学腔内，这导致$g_{0}=2π\times(91\pm4)$ kHz的测量真空光机械耦合速率。有效的边带冷却和放大也证明了，因为这些腔在解决边带制度。在设计和制造过程中的进一步改进表明，基于商业铸造的光机械腔可以用于量子基态冷却。
2017-01-12 cond-mat.mes-hall 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
Active-feedback quantum control of an integrated low-frequency mechanical resonator
本文在深度边带不可分辨的集成光力学器件上实现了基于测量的反馈冷却，利用拾取-放置方法制备器件，在液氦和液氮预冷下分别达到0.76和3.5的平均声子占据，验证了机械运动的量子特性，为量子极限传感应用提供了简化方案。
2023-08-06 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
"Mechano-optics": An optomechanical quantum simulator
在光学机械系统中广泛已知的范例涉及将机械振荡器的位置的平方耦合到电磁场。我们讨论如何，在所谓的解决边带制度，这个系统允许模拟类似于普通的光学力学，其中的振荡器的位置耦合到字段的动态，但与振荡器和字段互换的角色。我们表明，实现这个系统是触手可及的，它打开了大门，否则无法访问的参数制度。
2017-12-07 physics.optics quant-ph
Atom assisted cavity cooling of a micromechanical oscillator in the unresolved sideband regime
在高不可分辨边带区研究了光机械腔中全同二能级原子系综的机械振子的基态冷却。该体系表现出电磁诱导的类双折射量子干涉效应。与腔场的相互作用引起原子模和机械模之间的间接耦合。在存在这种相互作用的情况下，噪声频谱得到修改，并导致不对称的冷却和加热速率。利用量子主方程，研究了平均声子数随时间的演化，观察到机械谐振器中的平均声子占有率表现出基态冷却。
2016-02-27 physics.optics quant-ph
Resolved Sideband Cooling of a Levitated Nanoparticle in the Presence of Laser Phase Noise
我们研究了在高精细度腔中冷却悬浮纳米粒子质心运动的背景下，激光相位噪声加热对分辨边带冷却的影响。虽然相位噪声加热不是一个基本的物理约束，它成为Levitodynamics中的主要限制的制度迄今尚未探索，因此体现了从这一点向前的主要障碍，在达到运动基态的悬浮介观物体与解决边带冷却。我们在$p = 3\times 10^{-7}$ mbar的压力下达到与$T_{min}=10$ mK相当的最小质心温度，仅受相位噪声的限制。最后，我们提出了可能的战略走向运动基态冷却的相位噪声的存在。
2019-10-10 physics.optics quant-ph
Ground state cooling of micromechanical oscillators in the unresolved sideband regime induced by a quantum well
微机械振荡器的基态冷却是腔光力学中观察量子力学效应的一个典型目标。从理论上研究了光机械腔中存在量子阱时机械振子的基态冷却。由于在量子阱存在下的模式剪裁，腔响应得到修改，并导致不对称的加热和冷却过程。这有利于冷却的机械振荡器，即使在未解决的边带制度，通过抑制斯托克斯散射。
2016-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Integrated Sideband-Resolved SERS with a Dimer on a Nanobeam Hybrid
与腔光学力学类似，用窄带光学谐振器增强拉曼过程的特定边带将允许参数放大、光和分子振动的纠缠以及降低的转导噪声。我们报告的演示波导寻址边带分辨表面增强拉曼散射（SERS）。我们实现了一个由一维光子晶体腔和一个亚20 nm的带隙二聚体纳米天线组成的等离子体-光子混合谐振腔。近红外中的混合共振为设计者提供了1000的Q因子和$Q/V=(λ^3/10^6)^{-1}$，SERS信号强度与最先进的纯等离子体系统中的水平相当。我们证明了Fano线型在有机分子的SERS增强中的作用，并定量地分离出泵浦增强和光库的贡献。
2022-12-15 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
Employing coupled cavities to increase the cooling rate of a levitated nanosphere in the resolved sideband regime
在本文中，我们研究了冷却的悬浮纳米球在系统中的耦合腔在解决边带制度。由于在耦合腔冷却系统中存在额外的谐振，耦合强度可以在最佳失谐处最大化。以这种方式，腔内光子数增加，从而提高冷却速率，并且实现强耦合状态，而不依赖于增加的驱动激光功率。在这里提出的系统中的耦合腔在解决边带制度和已经报道的系统中的耦合腔在未解决边带制度的冷却效率增加的基本物理是显着不同的彼此。由于谱密度的位移的颗粒可以不再准确地近似由传统的洛伦兹线形在强耦合制度，双洛伦兹线形采用精确近似的谱密度的位移的颗粒，并提供分析配方的冷却速率。给出的冷却速率的解析表达式通过数值模拟进行了验证。
2018-02-07 physics.optics quant-ph
Ground-State Cooling of a Mechanical Oscillator via a Hybrid Electro-Optomechanical System
我们提出了一个同时耦合超导量子位和腔场的机械谐振器的基态冷却方案。系统地推导了描述混合系统动力学的哈密顿量。冷却过程由量子位上的红色失谐交流驱动器和光机械腔上的激光驱动器驱动。我们研究了单个系统在弱耦合和强耦合状态下的冷却，即，量子位辅助冷却和光机械冷却，并与有效的混合冷却进行了比较。结果表明，混合冷却是更有效的相比，单独的冷却机制，并可以适用于解决和未解决的边带制度。
2021-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A quantum dot coupled to a suspended-beam mechanical resonator: from the unresolved- to the resolved-sideband regime
本研究将自组装InAs量子点耦合到悬浮梁GaAs机械谐振器，利用窄线宽量子点实现对30-600MHz范围内8个机械模式的全面表征，覆盖未分辨到分辨边带区域，并首次在4.2K下观测到热驱动声子边带。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optically Actuated Transitions in Multimodal, Bistable Micromechanical Oscillators
本研究在弱阻尼微机械谐振器中发现由杜芬非线性、模间耦合与热涨落共同作用的新型光机械非线性，利用随机边带实现双稳态概率跃迁，揭示多模耦合下的类似效应及能量交换率的大幅变化，为光机械器件等领域提供新方向。
2025-07-30 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Sub-Poissonian Phonon Lasing in Three-Mode Optomechanics
我们建议利用耦合到机械振荡器的两个光学模式的光机系统中参数不稳定性的共振增强来制备具有亚泊松声子统计的机械态。不需要强的单光子耦合。边带分辨率、循环腔功率和环境温度等要求在现有光机晶体的技术参数范围内均能达到。声子反聚束效应可以在光机械腔输出场的Hanburry-Brown-Twiss测量中得到验证。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Continuous optical-to-mechanical quantum state transfer in the unresolved sideband regime
本文提出一种基于反馈冷却、工作在未分辨边带机制下的连续光-机械量子态转移协议，可用现有技术实现非高斯量子态的高保真转移，显著拓展了可用的光机械器件范围。
2023-01-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhanced second-order sideband generation and slow-fast light via coupled opto- and magnomechanical microspheres
研究耦合的光学与磁力学微球混合系统，通过调节耦合强度和系统参数有效控制二阶边带产生效率及快慢光转换，为光学开关等信息处理提供指导。
2024-12-19 physics.optics quant-ph
Cavity optomechanical bistability with an ultrahigh reflectivity photonic crystal membrane
以亚波长周期图案化的光子晶体（PhC）膜提供了高反射率、低质量和高机械品质因数的独特组合。我们展示了一个PhC膜，我们使用的法布里-珀罗腔的一面镜子与精细度高达$F=35,000(500)$，对应于一个记录高的PhC反射率$R=0.999835(6)$。基本机械频率为426 kHz，是光学线宽的两倍多，使其牢牢地处于解析边带状态。真空中的机械品质因数是$Q=1.1(1)\times 10^6$，这使我们能够实现与${\cal C}_0=6.6\times10^{-3}$一样高的单光子协同性值。我们很容易将光机械双稳看作是腔传输中的滞后现象。当输入功率超过双稳态阈值时，即使存在空气阻尼，动力学反作用也会引起1~MHz以上的强机械振荡。该平台将促进光机、精密传感和光机诱导双稳态应用的发展。
2022-11-18 physics.app-ph physics.optics
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
Optically tunable nonlinear mechanical damping in an optomechanical resonator
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础实验室）
本研究通过光学调制实现非线性机械阻尼的可调方案，展示了光诱导非线性阻尼及模式间交叉阻尼的实验验证。
2026-09-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electromagnetically induced transparency and slow light in two-mode optomechanics
我们从理论上证明了机械介导的电磁感应透明的双模腔光机系统，其中两个腔模式耦合到一个共同的机械谐振器。当两束泵浦光分别驱动两个腔模在其各自的红边带上时，由于相消干涉，在探测透射谱中出现了一个透明窗口。在这种情况下，透射的探测光可以延迟多达4 μ s，这可以容易地通过泵浦光的功率来控制。此外，我们还研究了当一个腔在其蓝边带驱动，而另一个腔在其红边带驱动时，由于相长干涉，透射探测光束的放大。
2013-01-08 physics.optics quant-ph
Diamond optomechanical crystals
在单晶金刚石中实现的腔光学机械系统将受益于其非凡的材料特性，包括低机械耗散和宽的光学透明窗口。金刚石还富含光学活性缺陷，例如氮空位（NV）和硅空位（SiV）中心，它们在固态下表现为类原子系统。NV电子自旋通过晶格应变与声子的相干耦合的预测和观测已经激发了旨在实现混合量子系统的金刚石纳米机械装置的发展，其中声子提供与金刚石自旋的界面。在这项工作中，我们展示了金刚石光机械晶体（OMC），一个设备平台，使这样的应用，其中的共定位的~ 200太赫兹光子和几个到10 GHz的声子在准周期性金刚石纳米结构导致耦合的光学腔场通过辐射压力的机械模式。与其他材料系统相比，金刚石OMC在分辨边带机制下工作，具有大的腔内光子容量（> 10 $^5$）和足够的光机械耦合率，在室温下达到~ 20的协同系数，允许观察光机械诱导的透明性和实现大振幅光机械自振荡。
2016-09-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analytical exploration of the optomechanical attractor diagram and of limit cycles
本文通过解析评估无限贝塞尔求和及渐近分析，表征光机械吸引子图，并利用福克-普朗克形式研究解析边带近似之外的极限环量子区域，提供统一解析视角。
2025-10-17 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonlinear optomechanics in the stationary regime
我们已经观察到的非线性转导的热机械运动的纳米机械谐振器检测时，通过边带未解决的光机械腔的激光传输。非线性检测机制是相当感兴趣的特殊情况下，允许量子非爆破测量的机械谐振器的能量。我们调查的光学机械检测装置中的非线性的起源，并推导出一个理论框架的非线性信号转导，和光学弹簧效应，从两个非线性光学传递函数和二阶光学机械耦合。通过测量的线性和非线性信号转导的依赖性-以及机械频移-从光学共振激光失谐，我们提供的线性和二次光机械耦合的贡献估计。
2014-02-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A single-photon emitter coupled to a phononic-crystal resonator in the resolved-sideband regime
本研究将自组装InAs量子点耦合到小模式体积声子晶体谐振器，在大耦合速率与高机械品质因数下达到分辨边带 regime，观测到两系统相互作用，推进了单光子发射器调控机械谐振器的量子控制研究。
2023-11-09 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
