An integrated low phase noise radiation-pressure-driven optomechanical oscillator chipset
高质量的频率基准是科学和商业领域定位、导航和定时应用的基石。光机械振荡器具有与连续波光直接耦合和非材料限制的f Q乘积的特性，长期以来被认为是射频光子结构中频率参考的潜在平台。然而，一个主要的挑战是与标准CMOS制造工艺的兼容性，同时保持光学机械的高质量性能。在这里，我们展示了单片集成的光子晶体光机械振荡器和片上高速锗探测器的硅CMOS平台的基础上。通过生成高次谐波（高达59阶）和次谐波（低至1/4），我们的芯片组可为倍频器和分频器中的应用提供多种频率音调。在10 kHz偏移和~ 400 μW的下降功率下，相位噪声低至-125 dBc/Hz，是迄今为止噪声最低的光机械振荡器之一，可在室温和大气非真空条件下工作。这些特性使得光机械振荡器能够作为射频光子信息处理的频率参考平台。
2014-10-21 physics.optics
Antibunching in an optomechanical oscillator
本文从理论上分析了采用中间膜结构的光机械振荡器中声子场的反聚束。更具体地说，一个单模机械振荡器是二次耦合到一个单模腔场的制度，其中腔耗散是阻尼的主要来源，和绝热消除腔场导致一个有效的立方非线性力学。我们分析表明，在弱耦合制度的mechan- ics显示一个混沌的声子场小的光机械合作，而出现反聚束的单声子场大的光机械合作。这为在弱耦合状态下控制机械振子的二阶关联函数打开了大门。
2017-03-06 physics.optics quant-ph
Master-Slave Locking of Optomechanical Oscillators Over A Long Distance
机械振荡器之间的非线性相互作用产生的频率锁定和其他现象具有重要的科学和技术意义。然而，现有的方案来观察这种行为是不可扩展的距离。我们展示了一个方案，耦合两个独立的机械振荡器，分离的频率为80kHz，位于远离对方（3.2公里），通过光。使用光作为耦合介质使得该方案具有低损耗并且能够在长距离上延伸。该方案是可逆的，可以推广到任意网络配置。
2014-06-24 physics.optics
Observations of a PT-like phase transition and limit cycle oscillations in non-reciprocally coupled optomechanical oscillators levitated in vacuum
本文在真空光阱中实现两个非互易耦合悬浮纳米粒子的集体非厄米动力学，通过调节俘获光束相对功率观测到类PT相变和Hopf分岔诱导的极限环振荡，为奇异点传感和拓扑光机械介质研究提供新平台。
2024-08-05 physics.optics
Modeling the colors of phase noise in optomechanical oscillators
光机振荡器（OMO）将共存的高品质因数机械谐振和光谐振结合在集成器件中以实现低相位噪声RF振荡。虽然已经证明了对这种振荡器中的相位噪声进行建模的几种尝试，但是文献中的接近载波的相位噪声模型没有考虑相位噪声谱中的$1/f^3$（粉红噪声）和更高阶斜率。在这里，我们提出了一个相位噪声模型，证实了两个单片集成硅OMO的相位噪声的实验表征，占由于热机械的相位噪声的贡献，和吸附-解吸（AD）噪声。该模型显示出良好的协议与实验数据，并提供了进一步的洞察机制的噪声过程中的相位噪声谱OMO的不同斜率。
2019-04-05 physics.optics
Quantum synchronization and correlation in bidirectionally and unidirectionally coupled optomechanical oscillators
光耦合光机械振荡器已被证明是一个多功能的实验资源，探索光机械同步和相关性。在本工作中，我们研究了两个具有两种不同拓扑结构的光耦合光机械振荡器中的量子同步和量子关联现象。在一种情况下，振荡器以可逆的方式与光子耦合，称为双向耦合，而在另一种情况下，光子被允许进入另一个振荡器，但不允许在相反的方向上交换回来，称为单向耦合。我们的结果表明，无论这些配置，当同步建立，两个振荡器也成为量子力学相关的有限程度的高斯量子不和谐。然而，我们发现，根据这些拓扑结构，同步和量子不和谐的行为在一个非常独特的方式。例如，在双向耦合光机械振荡器中，我们发现量子同步和不和谐都表现出类似舌头的图案，这是阿诺德舌头的量子模拟。然而，在单向耦合振子中，我们观察到了一种新的量子相位同步的阻塞行为，也称为量子同步阻塞，而量子不和谐未能映射这种异常行为。
2019-08-20 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dynamic stabilization of an optomechanical oscillator
量子光学力学提供了在非常好的控制实验中研究宏观量子系统中的量子效应的可能性。在本文中，我们讨论这样一种情况，如倒立摆的机械系统的动态稳定。具体的例子，我们研究的是一个“膜在中间”的机械振荡器耦合到一个腔场通过二次optomechanical相互作用，与腔阻尼的主要来源的耗散。我们表明，机械振荡器可以动态稳定的辐射压力的时间调制。我们调查的系统在经典和量子制度突出的相似性和差异。
2014-10-22 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
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 Synchronization across Multi-Octaves Frequency Spans
可扩展振荡器微系统中同步的实验探索揭示了对网络，集体现象和信号处理的更深入理解。腔光学机械设备在这种情况下发挥了重要作用，通过非线性经典和量子同步概念桥接光学和射频。在其最简单的形式中，同步发生在振荡器被频率接近振荡器音调的信号携带时，并且随着它们的频率失谐增加而变得越来越具有挑战性。在这里，我们实验证明夹带的氮化硅光机械振荡器驱动到其32 MHz的基频的四次谐波。为了探索这种效应，我们还首次通过实验演示了一种纯光机械RF分频器，其中我们执行了高达4：1比率的分频，即，从128 MHz到32 MHz进一步的发展可以利用这些影响，走向频率合成器，相敏放大和非线性传感。
2021-09-24 physics.optics
Controllable optical bistability and cooling of a mechanical oscillator in a hybrid optomechanical system
本文从理论上研究了来自超冷二能级原子系综腔的光反馈对光机腔中平均腔内光场所表现出的微扰行为的影响。结果表明，光学双稳态可以通过调节驱动激光的频率和功率来控制，并且在很大程度上受到反馈腔中原子系综的影响。从本质上讲，我们的工作强调的可能性，实现一个可控的光开关取决于混合相互作用，命令比一个单一的光机械腔的阈值功率低。此外，我们研究了在这个混合系统中的机械振荡器的光机冷却方面，平均声子数的时间演化表明在未解决的边带制度的振荡器的基态冷却。
2015-08-29 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
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
Strong angular momentum optomechanical coupling for macroscopic quantum control
光机系统为探索宏观量子态及相关的量子力学基本问题提供了独特的机会。在这里，我们提出了一个量子光学力学系统，涉及交换相互作用的自旋角动量的光和扭转振子。我们证明了该系统允许在单光子水平上对扭转振子的扭转量子态进行相干控制，这有利于扭转振子的有效冷却和压缩.此外，在薛定谔类猫态中还可以制备具有宏观尺度的扭转振子。我们的工作为在微米甚至厘米尺度上验证量子力学在宏观系统中的有效性提供了一个平台。
2021-09-29 physics.optics quant-ph
Phase noise of self-sustained optomechanical oscillators
在本文中，我们提出了一个理论，预测自维持光机械振荡器的相位噪声特性。将腔光机系统看作由光腔和机械谐振器组成的反馈回路，从量子朗之万方程出发，解析地导出了与各相关动力学量的幅相噪声相关的传递函数，得到了热机械噪声、光子散粒噪声和低频激光技术噪声贡献的相位噪声谱密度的封闭表达式。我们数值计算的相位噪声为各种情况下，并进行一个实验演示系统的样本计算。我们还表明，所提出的模型降低到著名的Leeson的相位噪声模型时，幅度噪声和幅度/相位噪声的相互转移被忽略。
2014-04-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Competition between heating and cooling effects in an optomechanical oscillator using a squeezed field
本研究探讨压缩光对光机械振荡器冷却的影响，发现冷却与加热效应取决于压缩参数和相位，在特定相位下可实现显著降温，为优化冷却效率提供关键见解。
2025-05-27 physics.optics quant-ph
Injection locking of optomechanical oscillators via acoustic waves
注入锁定是一种强大的技术，用于振荡器网络的同步以及使用类似或其他类型的振荡器来控制各个振荡器的相位和频率。在这里，我们提出了第一个示范的注入锁定的辐射压力驱动的光机械振荡器（OMO）通过声波。与先前报道的技术（基于泵浦调制或调制的静电力的直接应用）相反，经由声波的OMO的注入锁定不需要光功率调制或与OMO的物理接触，并且它可以容易地在各种平台上实现。使用这种方法，我们已经锁定的相位和频率的两个不同的模式的微环形二氧化硅OMO的压电换能器（PZT）。我们已经表征了具有三种声激励配置的注入锁定OMO的行为，并且表明即使没有适当的声阻抗匹配，OMO也可以锁定到PZT并且在17 kHz以上调谐，其中仅向PZT馈送-30 dBm的RF功率。所提出的方法的高效率、简单性和可扩展性为一类新的光子系统铺平了道路，该光子系统依赖于多个OMO与单个或多个RF振荡器的同步，其应用于光通信、计量和传感。除了其实际应用之外，通过声波的注入锁定还可以用于量子光学力学的基础研究，其中OMO的热和光学隔离是至关重要的。
2017-12-08 physics.optics
Floquet phonon lasing in multimode optomechanical systems
腔光学机械系统中的动态辐射压力效应引起自持振荡或“声子激射”行为，在纳米级器件中产生高达GHz频率的稳定振荡器。与光子激光器一样，声子激光通常以单一机械模式发生。我们在这里表明，锁相，多模声子激光可以建立在多模光学机械系统通过Floquet动态诱导的时间调制的激光驱动器。我们证明了这一概念，在一个适当的工程硅光子纳米腔耦合到多个GHz频率的机械模式。我们发现，长期的频率稳定度显着改善多模激射状态作为锁相的结果。这些结果提供了一个路径走向高度稳定的超紧凑型振荡器，脉冲声子激光，相干波形合成，并出现在振荡器阵列中的多模现象。
2021-01-26 physics.optics
"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
Master-Slave synchronization of silicon optomechanical nanobeam oscillators by external feedback
本研究通过外部光反馈级实现两个自持光力学晶体振荡器的主从同步，证实同步源于自然动力学抑制而非共振强迫，结果与数值模型预测一致，为光子集成电路的远程时钟同步提供了基础。
2023-09-29 physics.app-ph physics.optics
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
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
High frequency torsional motion transduction using optomechanical coupled oscillators
使用光来测量物体的运动是操作探测力和场的机械传感器的核心。腔光学机械系统将机械谐振器嵌入光学谐振器内。这提高了光学机械测量的灵敏度，但前提是机械谐振器不破坏光学腔的特性。例如，由光学吸收材料制成的谐振器或其几何形状不具有合适的空间对称性的谐振器的腔光学机械检测是具有挑战性的。在这里，我们展示了一个系统，克服了在测量纳米盘的高频扭转运动的挑战，通过将它们转换为振动的光子晶体腔。然后，腔的光机械读出使得能够以灵敏度$5.1\times 10^{-21}-1.2\times 10^{-19}\,\text{Nm}/\sqrt{\text{Hz}}$对5- 800 MHz的机械频率范围测量纳米盘的扭转共振。纳米盘可以配备磁性纳米结构或超表面，而不会影响腔体的光学特性，使该系统适用于扭矩磁力测量和结构光传感。
2022-11-02 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Degenerate optomechanical parametric oscillators: cooling in the vicinity of a critical point
简并光机械参量振荡器是其中机械自由度耦合到经由外部泵浦激光器的参量下转换而非线性放大的腔模式的光学谐振器。在临界泵浦功率以下，下转换场是纯量子力学的，使得这种系统的理论描述非常具有挑战性。在这里，我们介绍一个理论的方法，是能够描述这种制度，即使在临界点本身。我们发现，下转换的字段可以引起显着的机械冷却，并确定这是一个冷却加热机制的过程负责。此外，我们表明，与天真的期望和半经典的预测，冷却是不是最佳的临界点，光子数是最大的。我们的方法打开了进一步分析混合耗散量子系统在临界点附近的可能性。
2016-02-16 physics.optics quant-ph
Injection locking of a levitated optomechanical oscillator for precision force sensing
我们报告的光学悬浮纳米机械振荡器（二氧化硅纳米球）的注入锁定到外部光信号的共振强度调制。我们探讨了注入锁定在该系统中的特性，如相位拉入效应和注入引起的振荡线宽的减小。我们的测量结果与理论预测吻合得很好，并加深了悬浮光学机械系统中的注入锁定与光学系统（激光器）中的注入锁定的类比。通过测量反馈冷却自激振荡器的力噪声，我们获得了$\sim23~\rm{zN}/\sqrt{\rm{Hz}}$的力灵敏度。这可以很容易地允许，在相当短的积分时间内，测试违反牛顿引力和寻找新的小尺度力。作为一个概念的证明，我们表明，注入锁定可以用来测量悬浮的纳米粒子上的光诱导的力，在探索光学耦合纳米机械振荡器之间的光学绑定和纠缠的潜在应用。
2020-12-22 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Synthesized Kuramoto potential via optomechanical Floquet engineering
本研究利用 Floquet 工程对光机械振荡器施加周期性调制激光，实现了多稳态且动态可调的同步，揭示了非平凡拓扑绕数与巨大非互易性，为模拟复杂振荡器网络的高效信息处理提供了新方案。
2025-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Synchronization of optomechanical cavities by mechanical interaction
耦合振子的同步是自然界中普遍存在的现象。机械振荡器是这类系统的典范，但在纳米尺度上实现它们是具有挑战性的。我们报告的机械动力学的一对optomechanical晶体腔，相互耦合的机械链接和支持独立的光学模式的同步。在这个制度中，他们振荡的反相，这是在我们的数值模型，考虑反应耦合的预测。最后，我们展示了如何暂时禁用同步的耦合系统，通过驱动一个腔与加热激光器，使两个腔独立振荡。我们的结果可以升级到两个以上的腔，因此是实现同步光机械振荡器集成网络的第一步。这样的网络承诺无与伦比的性能为时间保持和传感的目的，并揭示了一个新的路由神经形态计算应用。
2018-10-14 physics.optics
Steady-state mechanical squeezing and ground-state cooling of a Duffing anharmonic oscillator in an optomechanical cavity assisted by a nonlinear medium
本文从理论上研究了由简并光参量放大器和端面移动镜组成的混合光机械系统，该系统被建模为刚性类Duffing非简谐量子力学振子。通过提供的系统参数的临界值对应于系统的稳态响应中的多稳态行为的出现的解析表达式，我们表明，硬化机械Duffing非谐性减少了多稳态区域的宽度，而光学参量非线性可以利用驱动系统的多稳态区域。我们还表明，适当的机械非谐强度值的稳态机械压缩和基态冷却的机械谐振子可以实现。此外，我们发现，非线性增益介质的存在可以导致改善的机械非谐性诱导的机械运动的冷却，以及机械压缩超过标准的量子极限3分贝。
2017-12-26 physics.optics quant-ph
Optomechanical Toy Model for Gravitationally Induced Decoherence: Exact Solution
我提出了一个玩具模型的引力诱导退相干的精确解。玩具模型具有类似于光学机械系统的哈密顿量。它是一个振荡器系统，通过其能量耦合到振荡器热浴。我发现了零温度下真空涨落的退相干效应。此外，对于一个有限的浴我表明，退相干是在一般存在的系统不返回到其初始的相干性，除非浴的基频有合理的比例。
2017-03-29 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Photothermal effect in macroscopic optomechanical systems with an intracavity nonlinear optical crystal
腔内压缩是一种很有前途的技术，它可以提高引力波探测器的灵敏度和冷却光机械振荡器到基态。然而，光热效应可能会修改由于在光学腔中的非线性光学晶体的存在而发生的光机械耦合。我们提出了一种新的方法来预测光热效应的影响，通过测量的光机械振荡器的磁化率和识别的净光学弹性常数和光热吸收率。使用这种方法，我们成功地精确地估计参数，即使是微小的光热效应，这是无法测量使用以前开发的方法。
2022-11-04 physics.optics quant-ph
Injection locking in an optomechanical coherent phonon source
在基于自触发自由载流子/温度极限环的光机械振荡器中，证明了相干声子源的相位与外部参考的自发锁定。当驱动机械振荡器到自持状态的泵浦激光器被射频音调调制时，观察到同步。我们采用了一种基于独立光学腔的泵浦-探测声子探测方案，只观察机械振荡器动力学。振荡频率的锁定范围，即，阿诺德舌头，是实验确定的范围内的外部参考强度，证明可能性，以调整振荡器频率的范围高达350千赫。相干声子源的稳定性通过其相位噪声进行评估，对于100 MHz的机械谐振器，在1 kHz偏移处最大达到44 dBc/Hz的抑制。在激发激光器中引入弱调制揭示了作为触发、控制和稳定基于自脉冲的光机械振荡器的动态解的进一步旋钮，从而增强了它们作为单层硅平台中的声波源的潜力。
2020-09-24 cond-mat.mes-hall nlin.AO physics.app-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
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
Transitionless phonon assisted photon-qubit quantum state transfer in a hybrid optomechanical system
量子态转移是量子信息处理和量子计算的关键。在这里，我们提出了一个混合光机械系统，能够耦合一个量子比特，一个光学模式和一个机械振荡器。由于辐射压力，机械振荡器的位移引起腔场的空间变化，这又将量子比特与声子模式耦合。这允许腔模和量子位之间的状态转移，而无需它们之间的实际相互作用。我们提出了一个基于无跃迁量子驱动算法的无跃迁量子态转移方案，使我们能够实现完美的态转移。
2021-01-27 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Nonreciprocal enhancement of remote entanglement between nonidentical mechanical oscillators
由于量子纠缠在分布式量子信息处理中的潜在应用，远距离大质量机械振子之间的纠缠在量子使能器件中特别令人感兴趣。在这里，我们提出了如何在级联光机配置中实现两个空间分离的机械振荡器之间的非互惠远程纠缠，其中两个光机谐振器通过电信光纤间接耦合。我们表明，通过选择性地旋转的光机械谐振器，可以打破这个复合系统的时间反转对称性通过Sagnac效应，更令人兴奋的是，通过在每个光机械谐振器中的光运动相互作用的个人优化，增强机械振荡器之间的间接耦合。这种能力使我们能够产生和操纵远距离机械振子之间的非互易纠缠，也就是说，纠缠只能通过从一个特定的输入方向驱动系统而不是另一个来实现。此外，在两个频率失配的机械振荡器的情况下，还发现，所产生的非互易纠缠的程度是违反直觉的增强相比，它的相互对应物，这是不可达到的，否则在静态级联系统与单音驱动激光。我们的工作，这是在目前的实验能力的可行性，提供了一个诱人的新机会，探索遥远的大质量物体之间的非经典相关性，并促进了各种新兴的量子技术，从量子信息处理到量子传感。
2022-12-03 physics.optics quant-ph
Dynamically creating tripartite resonance and dark modes in a multimode optomechanical system
研究了一个多模光机械系统，其中两个机械振子耦合到一个电磁腔中。先前已经表明，如果机械共振具有几乎相等的频率，则可以通过具有相干泵浦音调的强泵浦来使振荡器经由腔相互作用。人们也可以把这种相互作用看作是一种电磁暗模的出现，这种电磁暗模与腔体渐近解耦，并且具有比裸腔小得多的线宽。暗模式的窄线宽和长寿命例如在信息存储和处理中可能是有利的。在这里，我们调查的可能性，以创建黑暗模式动态使用两个泵音。我们表明，如果机械频率本质上是不同的，可以使机械振荡器和腔共振，从而创建一个暗模式的双边带泵浦的腔。我们用两个频率不匹配的鼓形振荡器（ω_1 /2π = 8.1MHz和ω_2 /2π = 14.2MHz）在微波光机上实现了这个方案。我们还观察到一个击穿的驻波近似，最明显的是在另一个设备的机械频率是彼此接近。
2016-09-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
All optical chaos synchronization between nonidentical optomechanical cavities
IIT Kharagpur（印度理工学院哈格普尔分校）；University of Aberdeen（阿伯丁大学）
针对光学连接的非全同光机械腔混沌同步研究空白，本文理论探究主从结构下单向耦合光机械腔的全光完全同步，证实参数异质性可实现稳定的完全同步。
2025-11-18 physics.optics
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
On-chip mechanical exceptional points based on an optomechanical zipper cavity
例外点（EPs）代表了非厄米系统中一种独特的光谱奇异性，近年来人们利用光学EPs研究了一些有趣的物理概念。作为一个超越光子学的系统，与许多物理系统耦合的机械振荡器预计将被进一步开发的EP用于机械传感，拓扑能量转移，非互易动力学等。在这项研究中，我们展示了芯片上的机械EP与硅光机械拉链腔，其中两个近简并的机械呼吸模式耦合通过一个单一的共本地化的光学模式。通过剪裁两个机械振子之间的耗散耦合和相干耦合，成功地观察到EP的一个显著特征，即具有1/2阶响应的光谱分裂。我们的工作提供了一个综合的平台，研究与硅芯片上的机械EP相关的物理，并提出了它们可能的应用超灵敏测量。
2022-02-26 physics.optics quant-ph
Dynamic dissipative cooling of a mechanical oscillator in strong-coupling optomechanics
介观机械谐振器的冷却是腔光学力学中的主要问题。在这里，在强光机耦合制度，我们建议动态控制腔耗散，这是能够显着加快冷却过程，同时强烈抑制加热噪声。此外，动态控制能够克服量子反作用，并将冷却极限降低几个数量级。动态耗散控制提供了新的见解裁剪的光-机相互作用，并提供了探索宏观量子物理的前景。
2013-03-15 physics.optics quant-ph
Parametric Optomechanical Oscillations in Two-Dimensional Slot-Type High-Q Photonic Crystal Cavities
我们实验证明了一种基于空气缝光子晶体腔的光机械腔，其光学品质因数Qo=4.2 \times 10 ^4，小模体积为0.05立方波长。光学模式与频率高达数百MHz的面内机械模式耦合。基本机械模式示出了65 MHz的频率和376的机械品质因数。实验测得的光机械耦合率gom/2 pi为154 GHz/nm，对应于真空光机械耦合率g*/2 pi为707 kHz。当输入功率低于mW时，腔体呈现出强烈的参量振荡。测量了光子晶体光机械振荡器的相位噪声。
2012-05-05 physics.optics
Optical read-out of the quantum motion of an array of atoms-based mechanical oscillators
我们创建了一个基于超冷原子的腔光学机械系统，其中准备了多达六个可区分的机械振荡器，并在其运动的基态附近进行光学检测。我们证明，可以选择性地解决一个振子的运动状态，同时将邻近振子保持在其基态附近，每个激发量子优于95%。我们还表明，我们的系统提供了纳米级的空间分辨率的每个机械元件通过光学机械成像。这种技术能够在原位，并行感测潜在的景观，相关的原子物理学和力场检测光学力学的积极研究领域的能力。
2012-10-18 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Imprinting interference fringes in massive optomechanical systems
分析了利用自由光子踢击量子镜产生机械振子动量叠加态的干涉方案。该方案的特点是超快的准备与立即检测，并应允许在非零温度下的大规模宏观系统中观察动量叠加的签名。它对热化初始状态、位移和运动、镜面缺陷和测量反作用具有鲁棒性。
2011-12-07 physics.optics quant-ph
Coherent Optomechanical State Transfer between Disparate Mechanical Resonators
混合量子系统已经被开发出各种机械，光学和微波谐振子。耦合产生了丰富的相互作用库，包括双模压缩，交换相互作用，反作用逃避和热控制。在多模机械系统中，不同尺度（频率和质量两者）的耦合谐振器利用每个谐振的优点。举例来说：一个高频的、容易操纵的谐振器可以与一个低频的大质量物体纠缠在一起，用于引力退相干的测试。在这里，我们展示了两个空间和频率分离的谐振腔之间的相干光机械状态交换的质量比为4。我们发现，通过使用两束远失谐的激光，通过一个非常类似于原子物理学中的STIRAP（受激拉曼绝热通道）的过程，有效的状态转移是可能的。虽然演示是经典的，但同样的技术可以用来在量子体系中产生振荡器之间的纠缠。
2017-04-07 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
High frequency optomechanical disk resonators in III-V ternary semiconductors
基于纳米光子学的光学机械系统正在推进精密运动测量、量子控制和纳米机械传感领域。在这种情况下，III-V族半导体提供了原始资产，如用于光子/声子相互作用的优化超材料的异质外延生长。GaAs在光机械方面已经表现出了很高的性能，但是在电信波长处存在双光子吸收（TPA），这会限制合作性。在这里，我们研究TPA自由的III-V族半导体材料的光机械应用：GaAs晶格匹配的In 0：5Ga 0：5 P和Al 0：4Ga 0：6As。我们报告的制造和光学特性的高频（500-700 MHz）的光机械光盘制成的这两种材料，在环境条件下，表现出高的光学和机械Q。最后，我们实现了操作这些新的设备作为激光维持的光机械自振荡器，并绘制与现有的GaAs系统的第一个比较研究。
2017-10-02 physics.optics
Measurement-induced macroscopic superposition states in cavity optomechanics
我们提出了一种新的建议，用于产生宏观上不同的状态的体机械振荡器的量子叠加，兼容现有的光机械设备操作在容易实现的坏腔限制。该方案基于脉冲腔光机械量子非破坏（QND）相互作用，由位移非高斯态驱动，测量引起的反馈，避免了强单光子光机械耦合的需要。此外，我们表明，单正交冷却的机械振荡器是足够的有效的状态准备，我们概述了一个三脉冲协议，包括一个序列的QND相互作用的挤压增强冷却，状态准备，和断层扫描。
2016-01-07 physics.optics quant-ph
Integrated nano electro-optomechanical spiking neuron
Institut Universitaire de France（法兰西学院）
该研究展示了一种集成纳米电光机械脉冲神经元，实现高效数据处理与多模功能，适用于低延迟边缘计算和脑启发光学机械计算。
2026-01-17 physics.app-ph physics.class-ph physics.optics
