光机械系统中声子模式的非互易调控与冷却
光学
2019-06-19 v1 量子物理
摘要
声子谐振器在从引力波探测器到蜂窝电话的众多场景中发挥着重要作用。它们凭借低耗散、与多种物理系统可调的耦合以及对广泛频率、材料和制备工艺的兼容性，用作高性能换能器、传感器和滤波器。声子谐振器系统通常服从互易性，这保证了任意两个谐振器之间的声子传输系数与传输方向无关。必须打破互易性才能实现在谐振器间提供声能单向传播的非互易器件（如隔离器与环行器）。此类器件对于保护有源元件、抑制噪声以及运行全双工收发器至关重要。迄今，非互易声子器件尚未兼具稳健运行所需的特性：强非互易性、原位可调、紧凑集成与连续运行。此外，它们仅应用于相干信号（而非涨落或噪声），且仅在行波系统（而非谐振器）中实现。本文描述一种腔光机械方案，其在声子谐振器间产生稳健的非互易耦合。该方案提供约 30 dB 的隔离度，并且可仅通过施加于腔体的驱动音调的相位进行原位调谐。此外，通过直接监测谐振器动力学，我们表明该非互易性可用于调控热涨落，且此种调控代表了冷却声子谐振器的一种新资源。
引用
@article{arxiv.1807.03484,
title = {Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system},
author = {H. Xu and Luyao Jiang and A. A. Clerk and J. G. E. Harris},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.03484},
year = {2019}
}
备注
11 pages, 4 figures