纳米腔扭矩传感器中的耗散与色散光力学

在为探测纳米尺度扭矩源而优化的光子晶体裂束纳米腔中，实验观测了耗散和色散光力学耦合。高达约 $500$ MHz/nm 的耗散耦合和 $2$ GHz/nm 的色散耦合，实现了亚皮克（sub-pg）扭转和悬臂梁式机械共振的测量，其在环境条件下的热噪声极限扭矩探测灵敏度为 1.2$\times 10^{-20} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$，在低真空下为 1.3$\times 10^{-21} \text{N} \, \text{m}/\sqrt{\text{Hz}}$。观测到光力学耦合机制之间的干涉可增强探测灵敏度，并产生依赖于机械模式的光力学波长响应。