槽模光机械晶体：多模光力学的通用平台

我们展示了槽模光机械晶体，这是一类器件，其中由窄槽隔开的光子和声子晶体纳米梁谐振器通过光力相互作用耦合。在这些几何结构中，纳米梁对被图案化，使得机械呼吸模被限制在一根梁的中心，而高品质因数 ($Q_o>10^5$) 的光学模被限制在梁之间的槽中。在这里，我们在化学计量比 Si3N4 平台上制备了槽模器件，其光学模位于 980 nm 波段，与 3.4 GHz、1.8 GHz 和 400 MHz 的呼吸机械模耦合。我们利用 Si3N4 的高拉伸应力实现了低至 24 nm 的槽宽，这导致了增强的光力耦合，足以在所有研究的频率下观察光力自振荡。我们利用槽模概念开发了具有三梁几何结构的多模光力系统，其中两个光学模与单个机械模耦合，两个机械模与单个光学模耦合。这一概念为设计在宽范围机械频率下具有大光力耦合的多模芯片级光力系统提供了极大的灵活性。