一种用于气相分子极化激元学的通用平台

气相分子的强腔耦合将能在高水平实验控制和无溶剂效应下研究强光-物质相互作用中的基准化学过程。我们近期通过将甲烷（CH$_4$）明亮的$\nu_3$，$J=3 \rightarrow 4$转振跃迁强耦合至低温缓冲气池内的法布里-珀罗光学腔模式，演示了气相分子极化激元的形成。在此，我们进一步探索该装置的灵活能力。我们展示可通过增加腔内CH$_4$粒子数密度大幅增强分子系综与腔的集体耦合强度。由此，我们可从单模耦合 regime 调谐至多模耦合 regime，其中当拉比分裂接近腔模间距时涌现许多嵌套极化激元态。我们探索了不同长度、精细度和镜面曲率半径的腔几何下的极化激元形成。我们还报道了室温下转振气相极化激元形成的原理验证演示。该实验灵活性赋予对分子极化激元性质的高度控制，并为未来在强腔耦合下审视更广范围的简单分子过程打开大门。我们预期气相极化激元学的持续工作将促进腔改变化学与物理的实验结果与理论模型间的收敛。