纳米光机械腔中双层石墨烯引起的光子自旋霍尔效应
该研究团队提出了一种理论模型,通过在光机械纳米腔中使用双层石墨烯作为腔内介质来实现光子自旋霍尔效应(SHE)。在该模型中,泵浦场和探测场相干驱动第一面反射镜,而第二面反射镜因辐射压力产生机械振荡。研究表明,以任意入射角入射的高斯探测场的左右旋圆偏振分量会在垂直于入射平面的方向上发生空间分离。光子SHE可通过调节光机械相互作用、腔场与G模声子耦合、以及G模声子与电子态相互作用来实现相干调控。这些发现对于不存在腔场与G模声子耦合及电子态相互作用的标准光机械系统同样适用。 当加入腔场与G模声子耦合时,可拓展观测显著光子SHE所需的探测场失谐范围。而引入G模声子与电子态相互作用后,由于光机械诱导透明效应分裂为三个透明窗口,可在三个不同探测场失谐处观测到增强的光子SHE。研究还表明,在非零探测场失谐条件下,通过调控腔场与G模声子耦合及G模声子与电子态相互作用,可实现非对称光子SHE的操控。这项将双层石墨烯集成于光机械腔以实现光子SHE的研究,为自旋相关光子效应和量子传感应用的深入探索提供了新途径。



