多模腔光机械系统中的双向光学非互易性
量子物理
2025-10-06 v3 光学
摘要
光学非互易性是一种允许光场单向流动的现象，其关键在于时间反演对称性的破缺。由于光-物质相互作用导致的非均匀辐射压力，腔光机械系统（COS）中发生对称性破缺，这对构建非互易光学器件至关重要。在我们提出的 COS 中，我们研究了在强经典驱动场与弱探测场作用下，通过光机械耦合到两个纳米机械谐振器（NMRs）机械激发的三个光学模式，光信号跨两端口的非互易传输。通过调节不同系统参数，我们发现了从互易到非互易信号传输的转换。当有效腔失谐参数近共振于 NMRs 频率时，我们揭示了输出场的完美非互易传输。单向非互易信号传输在共振条件下对光机械耦合参数具有鲁棒性。此外，腔的光子损耗率在跨两端口信号的单向流动中扮演不可避免的角色。双向传输可通过与两端口入射探测场和驱动场相关的相位变化完全控制。我们的方案可为紧凑型非互易通信与量子信息处理奠定基础，从而实现以非常规方式路由光子的新器件，如全光学二极管、光学晶体管和光开关。
引用
@article{arxiv.2109.01337,
title = {Bidirectional optical non-reciprocity in a multi-mode cavity optomechanical system},
author = {Muhib Ullah and Xihua Yang and Li-Gang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.01337},
year = {2025}
}