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耦合微腔光力学系统的绝热理论介绍

已有 1878 次阅读 2015-3-20 12:04 |系统分类:论文交流

近年来,腔光力学研究一直是一个理论和实验上都非常活跃的领域。起初科学家们利用精细微腔中所建立起的强电磁场进行各种光学方面的实验,但令人意外的是,由于强光场对腔壁的压力使腔体发生机械形变而产生了持续的振动,在这种条件下,光场和机械振动这两个振动频率相差悬殊的物体实现了强烈的相互耦合。利用光子和声子之间的这种耦合,人们已经可以在光力学系统上实现很多有实际意义的物理控制。研究人员不仅可以利用光产生的力对纳米量级的微小振子进行驱动和控制,而且还可以利用快速振动的振子对光场的反作用效应实现对光场的调制。由于光信号的频率很高而机械振子的频率较低,它们之间至少要差三个数量级,所以光力学系统是实现绝热控制最好的系统。如今计算机信号处理在GHz波段存在巨大的热效应,研究人员依靠光力学系统中低频的振子作为媒介可以将微波段的信号耦合到光波段进行处理,然后再转回微波进行输出,这就避开了GHz波段信息处理的热困难。

为了增进人们对光力学系统研究的理解和兴趣,近期出版在《中国科学:物理学 力学 天文学》45卷第4期光学栏目的文章对该领域的绝热理论和方法进行了简单的介绍,该论文由陕西师范大学张林副教授担任通讯作者撰写。论文以光力学最为典型的腔膜耦合系统为例,对腔光力学系统的一般理论和研究背景进行了综合介绍,论文突出了该系统中普遍使用的绝热理论模型和转移矩阵处理方法,采用最为广义的角度对光力学系统的研究模型和内容给了通俗的介绍,揭示了腔光力学系统和其他相关领域在原理和方法上的本质联系。结合作者的研究工作,论文还对利用光力学耦合体系进行集体动力学控制的相关问题给出了初步的研究设想。

该论文不仅可以促进人们对腔光力学系统这一热点领域的了解,更能激发人们对腔光力学这一重要系统的研究兴趣和热情,本文的研究工作得到了国家自然科学基金项目(No. 11447025)和教育部留学回国人员科研启动基金的资助。

 

更多详情请阅原文:

张旭, 张林. 耦合腔光力学系统的绝热理论及其计算方法. 中国科学: 物理学力学天文学, 2015, 45: 044201

Zhang X, Zhang L. The cavity modes and the adiabatic theory in coupled cavity optomechanical systems (in Chinese). Sci Sin-Phys Mech Astron, 2015, 45: 044201, doi: 10.1360/SSPMA2014-00422

http://phys.scichina.com:8083/sciG/CN/abstract/abstract517072.shtml

 

 

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