混合非简并参量放大器用于微波腔模式与NV系综

该研究团队介绍了一种非简并参量放大器的实现方案,其中信号模式与闲散模式(分别为微波模式和自旋系综,如金刚石中的氮空位中心)均工作在线性区域。这种参量放大器可在室温和低温环境下同时放大两个系统的信号,并能产生双模或单模压缩态。其核心机制仅需将自旋系综的调制频率设置为腔体频率与自旋频率之和(作为经典泵浦源),并使两个系统保持充分失谐。值得注意的是,与调制振荡器不同,单独调制自旋系综本身既不会产生放大效应也不会产生压缩效应;而根据非共振微扰理论分析,调制自旋系综仅会对腔模产生参量驱动作用。采用典型腔体参数(品质因数Q=10^4)和1GHz调制幅度时,微波信号可在1.7微秒内获得约18dB的增益,谐振带宽约为0.5MHz。在10mK低温环境下,保持相同调制幅度且腔体与自旋Q值达5×10^4时,该系统可产生约5dB的压缩效应。研究人员还详细分析了该方案的具体实验要求。

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提交arXiv: 2026-01-06 20:49

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