由氮化硅纳米梁振子振动介导的高效微波频率转换

微机电系统与集成光子学为现代通信系统中许多可靠且紧凑的电路元件提供了基础。电光机械器件是目前实现用于新兴量子信息技术的超灵敏、低损耗换能器的主要途径之一。在此，我们提出了一种基于氮化硅平台上平面铝的片上微波频率转换器，该平台与槽模耦合光子晶体腔兼容。我们展示了通过金属化介质纳米梁振子与辐射压力相互作用，在两个传播微波模式之间实现高效频率转换。我们实现了双向相干转换，总器件效率高达约 60%，动态范围为 $2\times10^9$ 光子/s，瞬时带宽高达 1.7 kHz。如果将当前依赖于驱动的约 $\sim14$ 光子$\ \cdot\$s$^{-1}\ \cdot\$Hz$^{-1}$ 输出噪声进一步降低，则有可能实现高保真量子态传输。这种基于氮化硅的换能器可原位重构，可用于片上经典与量子信号路由和滤波，适用于微波及微波-光学混合应用。