三模参量相互作用光力学系统中强光场与弱量子信号的非互易性
量子物理
2026-01-21 v1
摘要
我们在一个由三模参量相互作用驱动的可重构光力学平台上,展示了强经典场和弱量子信号的非互易光传输。该平台是模块化的,其中每个三模光力学系统作为一个基本构建块。独立运行时,单个模块即可实现经典场的非互易性。具体而言,来自固有光力学非线性的非对称辐射压力诱导出非互易的机械位移,通过光力学反馈调制腔场强度。这使得无需参数初始化即可完全隔离反向传输。或者,对于量子信号,通过激活两个模块之间的光子和声子交换通道来重新配置平台。在这种配置下,非互易性源于直接光子跳跃和间接转换路径之间的量子干涉。相长干涉实现单向低损耗传输,而相消干涉则完全抑制反向传输。在绝热消除辅助模式后,可以通过工程化光力学诱导的机械耗散来控制最优非互易频率以及插入损耗与非互易带宽之间的权衡。此外,在可解析边带条件下,基于三模的器件比双模系统需要更少的控制场功率,展示了其在经典和量子领域光非互易应用中的多功能潜力。
引用
@article{arxiv.2601.12855,
title = {Nonreciprocity of intense light field and weak quantum signal in optomechanical systems with three-mode parametric interactions},
author = {Yao Dong and Xin-Yao Huang and Guo-Feng Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12855},
year = {2026}
}