基于光力相互作用的非互易聲子耦合的新原理
學諧振子在現代科技和生活中具有廣泛的應用,大到引力波探測裝置,小到我們身邊的手機,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,即器件內部或者兩個器件之間的聲子傳遞和方向無關。而非互易的諧振子器件對于全雙工聲子信號收發、聲子隔離等有著非常關鍵的作用,甚至還可以用來對熱能進行單向傳遞,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制。b,通過控制激光相位,聲子隔離度±30分貝連續可調。 光力學是光學和力學相結合的新興科研領域。光力相互作用可以用于光學和力學模式的精密調控和測量,有著重要的物理意義和實際應用。這個工作中的光力學系統由超高品質因子的氮化硅納米薄膜和高精細度光學腔構成。激光將聲子從納米薄膜的一個諧振模式轉化為光子,再變回另一個諧振模式中的聲子。多束激光的物理效應互相干涉,使聲子傳遞增強或者減弱。通過控制激光相位,實現了聲子隔離度在±30分貝范圍內連續可調(如圖所示)。在徐海潭等人之前的工作(Nature 537,80 (2016))中,他們通過拓撲操作實現了瞬態的非互易聲子傳遞,而在最新的工作中,他們通過光力相互作用產生了聲子模式間靜態的非互易耦合,從而實現了穩定的非互易聲子傳遞。
北京大學
2021-04-11