极化控制光子模式开关与平面腔-磁尖系统中的光子-磁子耦合
量子物理
2026-05-07 v1
摘要
本工作展示了平面腔-磁尖平台中的极化选择性光子-磁子耦合(PMC)，该平台由电磁LC共振器(ELCR)侧耦合到微带传输线并集成了镱铁石石(YIG)薄膜。ELCR支持两个正交光子模式，频率分别为约3.93 GHz和5.73 GHz，其激发和辐射阻尼由共振器相对于微波场极化的取向所决定。旋转共振器可实现在这些模式之间的受控开关和可调光子-磁子混合。包括固有阻尼和外在阻尼的等效电路模型成功地再现了极化驱动的模式开关，而有效的三模哈密顿量准确地捕捉了耦合模式的演化。结果揭示了通过在两个竞争互动通道之间的重新分配实现的PMC强度的强角度可调性。在θ=0°时，仅激发低频率光子模式，得到g_{31}=56.5 MHz，而高频率模式保持不活跃。随着角度的增加，两个通道都变得活跃：g_{31}从56.5 MHz增加到98 MHz（从0°到60°），随后在90°处消失；而g_{23}则从76 MHz降低到30 MHz（从30°到90°）。观察到的演化导致测量的过渡接近25.7°，而模型预测的对称相关过渡接近154.3°。这些发现在平面结构中建立了共振器取向驱动的极化选择性作为可控光子-磁子相互作用的通用机制。
引用
@article{arxiv.2605.05018,
title = {Polarization-Controlled Photon Mode Switching and Photon--Magnon Coupling in a Planar Cavity--Magnonic System},
author = {Abhishek Maurya and Sachin Verma and Bojong Kim and Biswanath Bhoi and Rajeev Singh and Sang-Koog Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.05018},
year = {2026}
}