發(fā)布時(shí)間：2020-06-10 01:51

【摘要】：本文主要對(duì)基于腔光力學(xué)的機(jī)械振子俘獲勢(shì)的全光調(diào)控進(jìn)行了研究。眾所周知,回音壁模式微腔是能夠?qū)⒐鈭?chǎng)長(zhǎng)時(shí)間地局域、儲(chǔ)存在微納結(jié)構(gòu)中的重要且常用的平臺(tái)。在微米尺寸的回音壁模式光腔中,如微芯環(huán)腔、微球腔、微瓶腔以及微環(huán)腔等等,高光學(xué)品質(zhì)因子(高Q值)和較小的模式體積導(dǎo)致腔內(nèi)可以獲得較高的光功率。所以,這就使得在泵浦功率相對(duì)較低的條件下,研究各種非線性和量子光學(xué)現(xiàn)象成為可能�；诨匾舯谖⑶坏墓饬W(xué)主要研究的是微腔中光學(xué)模式與微米/納米結(jié)構(gòu)的力學(xué)運(yùn)動(dòng)之間的相互作用。光力系統(tǒng)是光場(chǎng)與力學(xué)運(yùn)動(dòng)之間的橋梁,可以被進(jìn)一步應(yīng)用于各類納米光子器件。腔光力系統(tǒng)是一個(gè)良好的光聲自由度耦合平臺(tái),并在光力誘導(dǎo)透明(OMIT)、混沌傳遞、引力波檢測(cè)、質(zhì)量和力學(xué)傳感等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代,人們利用聚焦激光束實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米顆粒的俘獲和控制,自此之后,光鑷技術(shù)得到了廣泛的研究。受到這項(xiàng)技術(shù)的啟發(fā),本文主要研究了在宇稱時(shí)間對(duì)稱的條件下,光力光學(xué)分子(兩個(gè)相互耦合的微芯環(huán)腔)模型中力學(xué)模式穩(wěn)態(tài)光場(chǎng)的“光彈簧”效應(yīng)。該模型中的光力光學(xué)分子中的兩個(gè)微芯環(huán)腔分別與兩個(gè)波導(dǎo)耦合,形成分插濾波結(jié)構(gòu)。力學(xué)勢(shì)對(duì)揭示光力模式的非線性行為具有重要意義。在研究中我們發(fā)現(xiàn),通過對(duì)非線性耦合的光場(chǎng)進(jìn)行調(diào)制,可以得到力學(xué)模式特殊的勢(shì)能曲線。通過調(diào)控電磁場(chǎng)的各項(xiàng)參數(shù),包括腔的耗散率、失諧以及泵浦功率,可以調(diào)制出雙勢(shì)阱和局域的半方勢(shì)壘。此外,我們還研究了系統(tǒng)在不同俘獲勢(shì)模式之間的轉(zhuǎn)換過程。發(fā)現(xiàn)該轉(zhuǎn)換過程最多需要7微秒,這也就意味著機(jī)械振子不同勢(shì)能模式之間的轉(zhuǎn)換速度可以達(dá)到兆赫茲水平,勢(shì)能模式之間的快速轉(zhuǎn)換得以實(shí)現(xiàn)。我們所調(diào)制出的力學(xué)俘獲勢(shì)和它們之間的快速轉(zhuǎn)換為今后進(jìn)一步研究新型量子聲子器件,如量子開關(guān)和量子門的實(shí)現(xiàn),提供了新的平臺(tái)。
【圖文】：

的全反射現(xiàn)象。當(dāng)光在由高折射率材料組成的軸向旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)中傳播時(shí)，有逡逑可能經(jīng)過邊界處的連續(xù)全反射返回到初始位置，并且總相位移動(dòng)是２ｔｔ的整數(shù)倍。逡逑此時(shí)，光場(chǎng)經(jīng)過疊加得到了增強(qiáng)，，從而長(zhǎng)時(shí)間地被束縛到結(jié)構(gòu)內(nèi)部，如圖２－１逡逑所示。這種光傳播模式稱為光學(xué)回音壁模式，也被稱為耳語回廊模式逡逑（ｗｈｉｓｐｅｒｉｎｇｇａｌｌｅｒｙｍｏｄｅ，簡(jiǎn)稱為ＷＧＭ）。這種可以穩(wěn)定地束縛住光的結(jié)構(gòu)稱逡逑為回音壁模式光學(xué)微腔，或回音壁微腔�；匾舯谀Ｊ阶畛跏怯捎�(guó)物理學(xué)家瑞逡逑利（Ｒａｙｌｅｉｇｈ）于１００年前提出來的，用于解釋聲波在圣保羅大教堂的墻壁上逡逑傳播的問題［４４］。逡逑圖２－１回音壁模式幾何光學(xué)示意圖。光波在圓形介質(zhì)的邊緣上發(fā)生連續(xù)的全反射，逡逑從而形成穩(wěn)定的光線傳播路徑。逡逑５逡逑

｜擋邋＿丨邐：＾ｃｏ２Ｗ＾ｉｔ逡逑Ｉ邋＃１逡逑１微，：丨逡逑ｍＩＬｉ邋＾逡逑圖２－３制備微瓶腔的實(shí)驗(yàn)裝置及微瓶腔實(shí)物圖。（ａ）實(shí)驗(yàn)裝置圖。（ｂ）經(jīng)過拉伸后的微瓶逡逑腔。（ｃ）制備完成的微瓶腔。（ｄ）—根毛細(xì)管上的多個(gè)微瓶腔。（ｅ）制備完成的微泡腔。逡逑９逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O431.2

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本文編號(hào)：2705594