超材料中纳米机械本征频率与布朗运动的光学调控

纳米机械光子超材料通过耦合光学与机械共振子系统,提供了丰富的主动开关、非线性及增强光-物质相互作用功能。此类超材料中纳米结构组分的热(布朗)运动导致光学性质涨落,这可能表现为噪声,但也提供了在单个纳米机械元件层面表征性能从而优化设计的机会。我们展示了全介电硅-氮化硅纳米线超材料系综中的布朗运动可在亚-{\mu}W/{\mu}m2 光强下被光调控。依赖于纳米线尺寸、材料组成与光传播方向,仅几开尔文的纳米线温度升高即可使几 MHz 的本征频率与皮米级布朗运动位移振幅产生百分之几的成比例变化。该调谐机制可提供光子超器件频率响应的主动控制,并可作为测辐射热、质量及微/纳米结构应力传感的基础。