金红石 TiO$_2$ 回音壁谐振器中的紫外光诱导微波模式调谐
应用物理
2025-03-13 v1 材料科学
光学
摘要
我们报道了在由金红石 TiO 制成的宏观回音壁模式谐振器中观察到的瞬态非线性光学效应，展示了激光照射下强烈的光-微波换能。通过比较紫外（UV，385 nm）和近红外（NIR，700 nm）辐射的效果，我们发现紫外诱导的效应被显著放大，这与材料的半导体带隙能量一致。该相互作用导致微波模式的频移和品质因数的变化，表明存在局域可饱和折射率调谐。这可能归因于晶格内掺杂离子的自旋跃迁饱和。值得注意的是，这些效应在低光功率下即可观察到，低至纳瓦量级，表明该系统具有高灵敏度和高效的光物质相互作用。该现象以 15 GHz 为中心，然而电子自旋共振测量显示在该频率下无零场劈裂，表明存在超越常规自旋共振的替代机制。这些发现突出了在高 Q 值谐振器中利用低功率光控制微波模式的潜力，可应用于量子技术、传感以及可重构光子-微波系统。
引用
@article{arxiv.2503.08981,
title = {Ultraviolet Light-Induced Microwave Mode Tuning in a Rutile TiO$_2$ Whispering Gallery Resonator},
author = {Catriona A. Thomson and Michael E. Tobar and Maxim Goryachev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.08981},
year = {2025}
}