布里渊与压电耦合至高频体声波谐振器的同步实现
量子物理
2023-02-01 v2 材料科学
光学
摘要
体声波谐振器支持稳健、长寿命的机械模式，能够与多种量子系统耦合。在各自独立的研究中，此类器件已分别通过压电效应与超导量子比特、通过布里渊相互作用与光学腔实现强耦合。本工作中，我们提出一种新型微波/光学混合平台，能够通过腔增强的压电与光弹相互作用耦合到体声波。该模块化、可调谐系统实现了三维微波腔、高频体声波谐振器与法布里-珀罗腔之间完全共振且模式良好匹配的相互作用。我们在x切石英中实现了这一压电-布里渊相互作用，展示了利用光学腔增强实现强光机相互作用和高协作度的潜力。我们进一步展示了该器件作为双向电-光-机械换能器的功能，其量子效率超过，并存在通往单位转换效率的可行路径。该系统中高的光学灵敏度及施加大共振微波场的能力，也为探测反常机电耦合提供了新工具；我们通过研究（名义上中心对称的）CaF并揭示其83 am/V的寄生压电性来演示这一点。此类研究是新兴量子技术的重要课题，并凸显了这一新型混合平台的通用性。
引用
@article{arxiv.2208.06454,
title = {Simultaneous Brillouin and piezoelectric coupling to a high-frequency bulk acoustic resonator},
author = {Taekwan Yoon and David Mason and Vijay Jain and Yiwen Chu and Prashanta Kharel and William H. Renninger and Liam Collins and Luigi Frunzio and Robert J Schoelkopf and Peter T Rakich},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.06454},
year = {2023}
}