一种用于超流氦实验并具备光纤与电气接口的低温腔装置

超流氦是一种典型的量子液体。因此，它一直是研究量子多体物理的重要平台。最近，超流氦优异的机械和光学性质（如低机械耗散和低光学吸收）使其成为从暗物质和引力波探测到量子计算等应用中极具前景的材料平台。然而，超流氦实验的准入门槛很高，因为它们需要在密封的低温腔内集成复杂的光学和电气装置以约束超流体。在此，我们报告了一种氦腔装置的设计与构建，该装置可在稀释制冷机内的毫开尔文温度下运行，并具备电气和光纤接口。通过引入自动化气体处理系统，我们可以精确控制充入腔体的氦气量，这使得我们的装置在超流氦薄膜实验（如超流薄膜光机械学）中尤为前景广阔。利用硅纳米光子谐振器，我们展示了对超流氦膜厚度的精确控制和亚纳米级的原位调谐。利用超流薄膜厚度的优异可调性，我们展示了超流薄膜中声子晶体腔第三声模式的声子激光，并表明激光阈值关键性地取决于薄膜厚度。我们腔体的大内部体积（$V_{chamber} = 1l$）可适应各种光学和电气测量与控制技术的集成。因此，我们的装置为基础和应用超流氦研究中的各种实验提供了一个通用平台。