氮化硅空气模光子晶体及其在非线性量子光力学传感中的应用

纳米尺度光子晶体腔光力学器件能够以足以观测量子效应的灵敏度探测纳米力学现象。本文给出刻蚀于氮化硅纳米梁中的一维空气模光子晶体腔设计，并表明其构成腔光力学分裂梁与桨式纳米腔器件的基础，可用于力探测与非线性量子传感。该器件的空气模有利于光力学耦合，且尽管贴近光线并具较低氮化硅折射率，仍拥有超高光学品质因子 $Q_o\sim 10^6$。由此实现的桨式纳米腔具二次耦合系数 $g^{(2)}/2\pi$~=~10~MHz/nm$^{2}$，并分析了其在量子光力学实验背景下的性能。