弹性体膜腔光力学中的孤子频率梳
光学
2024-03-15 v2 斑图形成与孤子
摘要
孤子源于非线性波-物质相互作用，因其波传播过程中的内在稳定性和卓越的频谱特性而备受瞩目。其应用涵盖多种物理系统，包括电信、原子钟和精密测量。近年来，在开发基于腔光力学的方法以产生光学频率梳（FCs）方面取得了重大进展。在本研究中，我们提出了一种前所未有的创新方法，利用弹性体膜（EM）腔光力学实现孤子 FCs 的产生，这是非线性波-物质相互作用领域中备受追求的现象。我们的方法代表了一项重大突破，其流程极为简便，仅依赖单一连续波（CW）激光泵浦和激发 EM 腔的外加声波，从而产生声子，即弹性体晶格结构固有的量子化振动能态。机械谐振器与电磁腔谐振在微波频率范围内进行参数耦合，以极高的效率共同主导孤子 FCs 的形成过程。数值模拟和实验观测证明了多个稳定局域光力学波包的出现，其特征是窄脉冲时域响应。关键在于，通过设定声波频率以匹配 EM 谐振器的固有频率，孤子的梳齿被精确间隔，并且 EM 的运动得到显著放大，从而形成 Kerr 介质。光力学稳定孤子的成功实现代表了一项具有跨领域变革潜力的重大进展，这些领域包括量子计算和光谱学。
引用
@article{arxiv.2403.03160,
title = {Soliton Frequency Combs in Elastomer Membrane-Cavity Optomechanics},
author = {Sasan Rahmanian and Hamza Mouharrar and Amin Alibakhshi and Zeeshan Iqbal and Luis Saucedo-Mora and Francisco Javier Montans and Jan Awrejcewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.03160},
year = {2024}
}