混合子光-磁子系统：探讨 Purcell 效应

我们提出了一种观察子光-磁子耦合（PMC）混合系统中 Purcell 效应的新方法。该混合系统由薄膜镱铁石榴石（YIG）和六边形环形共振器（HRR）构成，采用平面几何布局。该混合系统使用商业电磁全波仿真器 CST Microwave Studio进行设计和仿真，YIG 薄膜的阻尼常数（alpha）进行了 various 取值，而保持 HRR 属性不变。我们的结果表明，随着磁子阻尼的增加，子光-磁子模式在传输谱中的反穿越行为减弱，使耦合模式过渡到 Purcell regime。这种过渡归因于当子光耦合到耗损磁子时，微波子的自发辐射速率增强，使 PMC 系统进入 Purcell regime。为阐明这一行为，我们 developed a 基于量子模型的综合理论框架，该模型准确描述了观察到的 Purcell 现象，并提供了 PMC 强度（g/2pi）的估计。值得注意的是，通过将 alpha 从 1.4×10⁻⁵ 调整到 2.8×10⁻²，我们实现了 (g/2pi) 从 63 MHz 精确控制到 127 MHz。这一研究突显了 Purcell 效应在增强子光衰减速率中的作用，并建立了其与 PMC 强度之间的明确关系。本工作为控制子光共振耗散提供了综合方法，为探索 Purcell 效应及其在利用磁子-子光相互作用实现的芯片功能器件中应用（如量子技术）开辟了新途径。