學(xué)諧振子在現(xiàn)代科技和生活中具有廣泛的應(yīng)用,大到引力波探測(cè)裝置,小到我們身邊的手機(jī),涉及傳感、變頻、濾波等重要器件。一般的諧振子器件是互易的,即器件內(nèi)部或者兩個(gè)器件之間的聲子傳遞和方向無(wú)關(guān)。而非互易的諧振子器件對(duì)于全雙工聲子信號(hào)收發(fā)、聲子隔離等有著非常關(guān)鍵的作用,甚至還可以用來(lái)對(duì)熱能進(jìn)行單向傳遞,使冷的物體更冷,熱的物體更熱。
圖a,基于光力相互作用的非互易聲子耦合機(jī)制。b,通過(guò)控制激光相位,聲子隔離度±30分貝連續(xù)可調(diào)。
光力學(xué)是光學(xué)和力學(xué)相結(jié)合的新興科研領(lǐng)域。光力相互作用可以用于光學(xué)和力學(xué)模式的精密調(diào)控和測(cè)量,有著重要的物理意義和實(shí)際應(yīng)用。這個(gè)工作中的光力學(xué)系統(tǒng)由超高品質(zhì)因子的氮化硅納米薄膜和高精細(xì)度光學(xué)腔構(gòu)成。激光將聲子從納米薄膜的一個(gè)諧振模式轉(zhuǎn)化為光子,再變回另一個(gè)諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應(yīng)互相干涉,使聲子傳遞增強(qiáng)或者減弱。通過(guò)控制激光相位,實(shí)現(xiàn)了聲子隔離度在±30分貝范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)(如圖所示)。在徐海潭等人之前的工作(Nature 537,80 (2016))中,他們通過(guò)拓?fù)洳僮鲗?shí)現(xiàn)了瞬態(tài)的非互易聲子傳遞,而在最新的工作中,他們通過(guò)光力相互作用產(chǎn)生了聲子模式間靜態(tài)的非互易耦合,從而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的非互易聲子傳遞。
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