压电光机械方法实现高效量子微波-光信号转换：协同设计的必要性

压电光机械平台是实现微波与光频域间光子量子转换的最有前景的途径之一。然而，实现近单位转换效率仍面临重大挑战。我们结合当前追求高效率转换的两种主要方法来讨论这些因素。第一种方法使用由叉指换能器激发的一维纳米梁光机械晶体，其特点是单光子光机械耦合强度大，腔内泵浦光子数受限以避免吸收引起的发热，以及从换能器到光机械腔的声子注入效率低。第二种方法使用集成到光子法布里-珀罗腔几何结构中的（准）体声波谐振器，其特点是单光子光机械耦合强度低，腔内泵浦光子数高而无显著发热，以及声子注入效率高。在回顾了这两种方法的现状后，我们以砷化镓压电光机械平台为例，讨论了为实现高转换效率而协同设计机电和光机械子系统的必要性。