武汉物数所等在腔光力系统中能量相干传递研究方面取得进展

2018/07/06  阅读 1232 次
          

中国科学院武汉物理与数学研究所研究员曹更玉带领的表面单分子化学物理研究组与中国科学院院士、北京计算科学研究中心讲座教授孙昌璞、研究员李勇和中科院理论物理研究所研究员易俗等合作,在微纳腔光力系统中的能量相干传递方面取得了新的研究进展,首次在实验上构造了基于动力学局域振动模式的相干光力开关,实现了耦合机械振子中能量传递速率全范围的连续调控。相关研究结果发表在Physical Review Applied上。

耦合微纳机械振子在精密测量物理和集成信号处理器件等方面都具有非常广泛的应用。其中,实现振子之间可控的耦合构成了这些应用的基础。但是,在实验上实现能量在机械振子之间完全可控的相干传递依然存在很大的困难。因为这一方面要求能够实现对机械振子有效耦合强度的全范围调控,另一方面要求能够始终在系统的简并点上进行操作以获得最佳的相干性。

针对这一关键科学问题,曹更玉研究组通过将两个耦合的微悬臂梁放入到一个周期性调制的光势阱中,在基于耦合机械振子的腔光力系统中构造了一个Landau-Zener-Stückelberg干涉仪,在系统的简并点上实现了微悬臂梁之间有效耦合强度全范围的连续调控。研究表明,利用振动的相干相消隧穿可以将振动能量束缚在相应的微悬臂梁上实现能量的动力学局域化。实验上利用这种基于动力学局域振动模式的相干光力开关,成功实现了能量在不同悬臂梁之间传递过程相干地打开和关断。该研究为进一步研究和调控基于耦合机械振子的人工晶格中的传递现象提供了一种新的方法。

副研究员付号为文章的第一作者,曹更玉和李勇为文章的通讯作者。该研究工作得到了科技部重大研究计划、国家自然科学基金和中国博士后基金项目的支持。

图注:基于动力学局域化振动模式的相干光力开关。(a)相干光力开关驱动示意图。(b)相干光力开关的实验结果。

原文链接:https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.9.054024

来源:中国科学院











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