二次非线性光学系统中双模式基态制冷：从多稳定性到一般暗模式抑制

我们理论地研究了一种二次非线性光学系统，该系统由单个光学腔体线性耦合一个机械振子并二次耦合第二个机械振子。通过调节腔体色散和非线性光学耦合强度，我们展示了从光学双稳定性向多稳定性的转变，最多可达七个稳态解。值得注意的是，在非线性稳态解的动态稳定分支上，实现两个机械振子同时制冷至基态，从而为结合非线性光学和量子制冷功能提供了新的机会。超出多稳定 regime 后，我们系统性地研究了双模式基态制冷，发现除线性和二次耦合相当时会出现暗模效应外，鲁棒的同步制冷可以在较宽的参数组合范围内实现。该暗模效应下，调节二级非线性诱导的频率移位可有效抑制暗模干扰，从而实现可控且同步的基态制冷。我们的结果为在非线性光学系统中工程化多模量子态提供了灵活框架，为开发包括超灵敏传感器、可扩展量子存储器以及集成量子网络在内的多功能量子器件开辟了新途径。